`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Тимур Ягофаров

Что к чему в «32 нанометрах»

+1414
голосов

Признаюсь, при том, что удается довольно много удается бывать на крупных ИТ-конференциях не часто доводится общаться с людьми, имеющими непосредственное отношение к разработке сложных технологий. И вот совсем недавно довелось послушать человека, имеющего непосредственное отношение к разработке той самой 32-нанометровой технологии, по которой уже начат выпуск новых процессоров Intel.

Состоялась эта встреча на так называемом Intel Architecture Workshop, состоявшемся 15 декабря в Мюнхене. Единственным выступлением здесь, на которое не было наложено ограничений по публичному использованию данных из презентации, был доклад Роба Виллонера (Rob Willoner), эксперта из группы технологий производства.

Что к чему в «32 нанометрах»

Сначала несколько формальных фактов. Прежде всего, напомню, что нынешний техпроцесс уже относится к четвертому поколению с использованием напряженного кремния. «Напрягать» его нужно для того, чтобы улучшить подвижность частиц, вовлеченных в перенос зарядов. Ведь именно быстродействие транзисторов и является тем самым базисным показателем, который определяет скоростные качества ИС в целом. Так вот в паре транзисторов, включающей вентили типов p-n-p и n-p-n, более медленным всегда является тот, в котором проводимость определяется движением дырок.
Что к чему в «32 нанометрах»
Проще всего объяснить этот факт, не вдаваясь глубоко в физику твердого тела, можно на таком примере. Если сравнить активную зону полевого транзистора с рядом кресел на стадионе, а носителям отрицательного заряда (электронам) поставить в соответствие зрителей, то аналогом положительных зарядов (дырок) будут пустые места. И тогда становится ясно, что движение зрителя с одного края пустого ряда к другому будет происходить гораздо быстрее, чем одного пустого места на заполненном зрителями ряду. В последнем случае требуются гораздо более согласованные действия.
Что к чему в «32 нанометрах»
Так вот для повышения подвижности дырок и служит техника «напряжения» кремния. Честно говоря, слабо представлял себе, как это можно сделать в столь миниатюрном объеме, какой занимает транзистор. Оказывается, для этих целей выполняется следующая операция: пространство над затвором заполняется специальным полимером, который удаляется после нанесения следующих слоев металлизации. В результате под затвором возникает небольшая зона локального напряжения. На приведенном выше рисунке она отмечена синим цветом.
Что к чему в «32 нанометрах»
Примечательно, что в Intel идет одновременная разработка техпроцессов для выпуска CPU и SoC (System on Chip), поэтому точно также одновременно можно запускать в производство разные типы микросхем с полным набором элементной базы.

Так вот в новом 32-нанометровом техпроцессе получила свое дальнейшее развитие технология high-k + metal gate (появилось второе ее поколение); на заготовку кремния наносится 9 медных проводящих слоев, перемежающихся low-k диэлектриком; на критически важных слоях чипа была использована иммерсионная литография (это весьма дорогое удовольствие); в процессе выпуска чипов полностью отказались от свинца и инертных газов.
Что к чему в «32 нанометрах»
Однако самым важным является то, что данная технология является последней эволюционной, в рамках которой действует закон Мура. Начиная с 22-нанометровой, придется применять принципиально новые подходы к созданию чипов, включая компьютерную литографию и объемное размещение активных элементов. Intel уже выпустила тестовый образец модуля SRAM по технологии 22 нм, но еще требуется основательная проработка процесса.

Как всегда, самое интересное на подобных встречах узнаешь в сессии вопросов и ответов. Среди самых интересных был вопрос о том, зачем вообще заниматься развитием техпроцессов, если и имеющиеся позволяют выпускать достаточно хорошие процессоры. Так вот, оказывается, внедрение нового техпроцесса пока что позволяло Intel с ходу увеличивать прибыль в два раза. Естественно за вычетом расходов на его разработку, что весьма быстро окупалось. Поэтому кроме «высоких целей» по достижению новых рубежей производительности за сменой поколений технологических допусков стоит и чисто «экономическая» подоплека.
Что к чему в «32 нанометрах»
Казалось бы, можно было использовать заготовки большего диаметра: вместо нынешних 300 мм взять 400 мм, а то и 450 мм. Но и тут есть серьезные «подводные камни». Во время предыдущего перехода на типоразмер 300 мм разорилось половина поставщиков литографического оборудования и инструментария. Напомню, произошло это в начале 2000 г.г. Поэтому очередной такой переход станет возможен лишь в том случае, если на рынке возникнет резкий рост спроса на микроэлектронику. Да и пока что нет единого мнения о том, каков должен быть следующий стандарт: 400 или 450 мм. Лидеры микроэлектроники в лице Intel, Samsung и TSMC отдают предпочтение 450 мм. Так что удешевление процессоров благодаря использованию пластин большего диаметра пока ждать не приходится…

+1414
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT