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Nous entendons souvent dans un site de la conférence téléphonique, « processeur ×× utilise le procédé de fabrication 10nm le plus avancé », alors ce que le 10nm représente ce que cela signifie? Processus nanomètre à la fin plus important pour CPU, SoC? Et Quelle est la relation entre les transistors, les FinFET et les EUV?
La naissance d'un processeur, qui septième étape de l'exposition aux UV est le plus important de la technologie de lithographie, et un processus de lithographie par procédé de fabrication de circuit intégré est plus reflète directement l'étendue de sa technologie avancée, qui se réfère à la résolution de la lithographie La taille de ligne minimale que le système de lithographie peut résoudre et traiter détermine la taille de caractéristique minimale du transistor dans la CPU.
Selon les dispositions pertinentes de la ITRS « International Technology Roadmap for Semiconductors » à l'intérieur, on parle généralement de 16nm, 14nm, nœud 10nm est utilisé pour décrire l'objet technologie de traitement de semi-conducteur algébrique, mais il devrait être sur un élément semi-conducteur différent peut être décrit pas le même que, par exemple, dans une mémoire DRAM, peut être décrit dans la cellule de la moitié de la longueur DRAM de la valeur de hauteur minimale admissible demi-pas à pas la moitié de la longueur de pas entre les deux lignes de métal, pendant qu'il est utilisé dans la CPU, la CPU peut être décrite dans le La largeur de grille minimale dans le transistor.
En général, le processus ×× nm décrit dans l'échelle de traitement de précision des processus, mais il ne se réfère pas à une taille de caractéristique de dispositifs semi-conducteurs dans une configuration spécifique, mais la taille minimale de la précision de traitement. Ici, nous discutons la question porte sur le processus de la CPU, car le processus pour les performances du processeur, la consommation d'énergie, la chaleur, il a une position plus importante, de modifier le processus de fabrication de l'impact sur les performances du processeur est très grande. nous avons parlé avant, 14nm est couramment utilisé Décrivez la largeur de la grille du transistor.
Pourquoi utiliser la largeur de la porte à la place de l'autre largeur de ligne pour caractériser le nœud de processus?
Ceci est principalement lié au problème de structure des transistors Généralement parlant, le circuit de porte logique interne de la CPU utilise le MosFET.Il comporte trois électrodes, une porte, une source, un drain, une porte et une source. La différence de tension entre les pôles peut contrôler le courant circulant de la source au drain, de sorte que la porte joue un rôle de contrôle.
Dans le même temps, les caractéristiques telles que la mobilité des électrons du transistor dépendent complètement des ions dopants et du processus de production, ne peuvent fondamentalement pas bouger, mais le rapport longueur / largeur de la grille du transistor peut encore être utilisé. Plus la largeur de la grille est petite, plus les électrons peuvent traverser le substrat cristallin de l'électrode négative à l'électrode positive, entraînant une fuite, et le problème de fuite conduira à une augmentation de la consommation d'électricité statique.
Par conséquent, l'effet de la largeur de la ligne de grille est très important.La largeur de la ligne de porte est généralement le paramètre le plus important pour la conception des circuits VLSI, et est donc appelée le nœud du processus semi-conducteur.
Alors, qu'est-ce que cela signifie, plus le processus est petit, mieux c'est?
En effet, vous pensez que plus la largeur de ligne est petite, plus la taille d'un seul transistor est petite: plus la taille de la puce du processeur est petite, plus la puce peut être produite sur la même plaquette. Cela augmente les revenus des vendeurs (plus de puces) .Vous pouvez également intégrer plus de transistors avec la même zone de matrice, et les performances du processeur s'amélioreront (bien sûr, ce n'est pas absolu).
Ensuite, lorsque la largeur de la ligne de grille diminuera, la tension de fonctionnement sera réduite et la consommation d'énergie de la CPU diminuera, de même que la fréquence de coupure du transistor fonctionnera mieux et la CPU fonctionnera naturellement. À des fréquences plus élevées, nous voyons souvent des So-SoC, les processeurs disent que nous avons adopté un 10nm plus avancé, la consommation d'énergie a diminué de ××%, la fréquence a augmenté de ××% et la performance a augmenté de ××%.
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd a déjà produit 10nm de masse depuis longtemps.Intel n'a pas encore livré.Le processus invincible d'Intel a échoué.
Il y a quelques années dans le Intel 14nm de l'époque 22nm, nous parlons d'Intel dans la technologie de processus, au moins avant l'autre maison 3 - plus de cinq ans, mais n'a pas duré longtemps, nous avons constaté qu'ils ont trouvé effectivement Intel 14nm poli encore et encore, de Skylake (14nm), lac Kaby (14nm +), lac café (14nm ++), après trois générations encore en cours d'utilisation, il est dit qu'il y aura 14nm +++, avait dit oui 10nm a rencontré un certain nombre de problèmes techniques lors de l'accouchement.
Au contraire rival TSMC, route de la fonderie Samsung rapide, rattraper son retard sur le 16 / nœud 14nm sur les progrès d'Intel, de façon surprenante, TSMC, Samsung la production de masse de processus de 10nm beaucoup plus tôt que Intel, produits connexes (par exemple Qualcomm Xiaolong 835) Il a été vendu sur le marché pendant une année complète et TSMC a même produit en série une puce de 7nm cette année.
Les gens ont été considérés comme 10nm certainement plus avancé que 14nm, 12nm que 14nm bon, quand Intel était sur le point de se noyer la voix de l'opinion publique négative, Intel soulignent processus nanométrique derrière de mystère »les chiffres parce que TSMC, le numérique de la technologie de Samsung ont été différentes le degré de « embellissement » dans le nom de gimmicks, qui est la répression « numérique », mais Intel a perdu sur le « numérique », mais à tous les niveaux du processus dans un certain nombre de paramètres techniques clés pour, en fait, Intel encore mieux. avant Ce phénomène s'est produit en 14nm, et le processus ××nm a déjà commencé à se détacher de la catégorie d'origine.
Dans l'ère 14nm, Intel a déjà joué un secret dans les coulisses
Techinsights a également fait une comparaison, Intel 14nm est en effet mieux que 14nm LPE de Samsung
Intel lesdits noeuds de processus ne représentent que la largeur de ligne, mais pour mesurer la qualité de ce processus, le pas de grille Porte Pitch, Fin Pitc espacement des ailettes, Fin Emplacement Emplacement de métal minimale, le paramètre de hauteur de cellule logique est plus valeur de référence de hauteur de cellule logique. Pendant ce temps, têtes d'architecture de processeur Intel et service d'intégration, senior fellow Mark Bohr a proposé à la densité de transistor de densité transistor de la technologie des semi-conducteurs pour mesurer le niveau, et a proposé la formule suivante:
Tels que la technologie et de fabrication jour en Septembre l'année dernière, Intel a tenu, à l'initiative de publier les trois indicateurs de paramètres techniques liés au processus 10nm, nous voyons Intel sur ces principaux indicateurs techniques sont suspendus ou battus les deux autres, par exemple, la lumière 10nm Intel lithographie créée par la fin, l'intervalle de grille est plus petite (notez que Intel a annoncé que le contraste d'intervalle, n'est pas une largeur de ligne, relativement plus de sens). par conséquent, la densité de transistor presque deux fois plus TSMC, Samsung, atteignant chaque carré mm 100 000 000 transistors, tout en maintenant une faible hauteur de l'amende unité logique avantage de la pile de tradition en 3D.
Récemment rapporté Semiwiki 10nm, la densité des transistors de 8 nm 7NM et processus Samsung que la densité des transistors processus 10/8 / de 7 nm sont oui 55,10 / 64,4 / 101,23 MTr / mm2. Peut être vu, la densité de transistor processus Samsung 7nm Seulement pour poursuivre l'Intel 10nm, qui joue des tours, vous ne savez pas, non?
Où est la limite de ce processus?
Lorsque le procédé est inférieure à 20 nm, en raison d'une mince couche isolante de dioxyde de silicium, de sorte que quelques atomes d'épaisseur, le temps pour le transistor est très instable, peut provoquer des électrons libres provoquent une fuite à travers la barrière, ce qui entraîne dans la puce de puissance la consommation augmente. Toutefois, ce problème est relativement faible, Intel est venu avec un film à constante diélectrique élevée et une grille métallique circuit intégré, et la structure familière de transistor à effet de champ fin de FinFET, la valeur de capacité est augmentée en augmentant la surface de la couche isolante, ce qui réduit les fuites la taille actuelle du problème. afin de produire simultanément une 7nm de largeur, le consensus de l'industrie est une lithographie utilisant une source extrême de la lumière EUV ultraviolette, ayant un petit nombre d'impressions, et non pour les caractéristiques optiques de correction de proximité pour surmonter les effets de diffraction produits, mais à l'heure actuelle il y a encore un certain nombre de questions, donc La technologie de lithographie EUV n'est pas encore complètement mature.
Lorsque le processus avance à temps 7nm, plus d'entreprises de semi-conducteurs ne sont pas calmes, car la largeur de ligne de semi-conducteurs à base de silicium du transistor jusqu'à 7 nm, un problème inévitable, et il est bien connu effet tunnel quantique.
Dans la physique classique, des particules macroscopiques est inférieure à la hauteur de la barrière d'énergie, les particules sont passent pas à travers la barrière, mais pour les micro-particules, ce temps présentant une dualité onde-particule, magiques effets quantiques sont apparus, même énergie inférieure à la hauteur de barrière, il y a encore une certaine probabilité peut franchir la barrière. à ce qui a causé un gros problème, ce ne sont pas transmises à la fin de surveillance électronique non, la sortie de porte logique 0 ou 1, je ne sais pas la réponse, la CPU Cela ne fonctionnera pas, nous devons donc éviter ce problème.
Intel, TSMC, Samsung et d'autres entreprises avant-gardistes de fabrication de semi-conducteurs sont déjà en place dans ce problème, l'étude, il y a encore un certain nombre de mesures apparaît effet tunnel quantique peut être évitée pour les semi-conducteurs à base de silicium, Intel est la perspective des limites technologiques est 5nm ou 3 nm ;. cas Samsung suivi sera 8/7/6/5 / 4 nm processus LPP, et peut introduire une structure FET multi-canal du pont 4 nm (appelé MBCFET, le FET à canaux multiples), la technologie GAAFET unique (transistor de champ à grille logique surround effet), l'utilisation de deux Les nano-lamelles surmontent les limites de l'expansion physique et de l'architecture FinFET.
Et moins de processus 3nm sur les rapports des médias ne sont pas à base d'oxyde de silicium, mais le nouveau graphène et d'autres matériaux semi-conducteurs composés, et toute percée technologique de laboratoire, et non pas la production de masse dans un court laps de temps, mais la recherche de nouveaux matériaux au lieu de silicium pour produire plus Les transistors de bas niveau sont l'une des solutions les plus efficaces.
Le faux et la réalité derrière le processus de nano-processus
Lisez le texte, vous connaîtrez le processus de fabrication des semi-conducteurs de courant appelé 10nm, 7 nm a dévié de la catégorie d'origine, est plus une largeur de ligne au sens strict, 16nm « optimisation » ce que l'on peut appeler 12nm, 10nm « optimisation » peut aussi être appelé 8nm. Comme le soutien de la loi de Moore le cours d'Intel est le gaz, cependant, à plusieurs reprises critiquées Commentaires Samsung, le comportement de «embellir numérique TSMC. à partir du paramètre de densité de transistor point de vue pratique, 7nm≈Intel 10nm Samsung, 10nm de dystocie d'Intel Il semble pardonnée, cible trop élevé, ce sont les amis sournoisement changé le nom de la victoire, le grand public, mais parce que la situation actuelle ne crois comprennent pas la technologie de processus plutôt mot pour les fabricants. la technologie des procédés de fabrication d'Intel est en fait pas si insupportable, mène toujours le monde Statut
