"Teknik Makale" Çipteki on milyonlarca transistör nasıl gerçekleştiriliyor?
1. Mevcut CPU'daki transistörler, on milyonlarca değil, birkaç milyarlık bir kavramdan uzaktır.
2. Şu anda, en gelişmiş işlem teknolojisi Intel tarafından yeni duyurulan 14nm işlemdir. Fin Pitch 50nm'den daha azdır ve teknolojik bir sıçrama olduğu söylenebilir. Sözde 14nm ile ilgili olarak, sürecin teknolojik bir düğümünü yalnızca kısaca yansıtabilir.Gerçek kanal uzunluğu 14nm'den daha uzundur.
3. 14 nm'den sonraki teknoloji ile ilgili olarak, mevcut teorik tahmin limiti yaklaşık 3 nm'dir. Toplantıya gittiğimde sektördeki bazı büyük ineklerle biraz öğrendim.10nm seri üretim demonstrasyonunun ilk aşamasını tamamladığı ve 7nm'nin temel olarak laboratuvar aşamasının araştırma ve geliştirmesini tamamladığı söyleniyor. 5nm veya hatta 3nm'nin sadece bir zaman meselesi olduğunu hissediyorum.
4. CPU'nun üretim süreciyle ilgili olarak, yalnızca Intel teknolojisinin dahil edilmesi eksiktir. Şu anda iki büyük teknik kamp var, biri Intel'in başını çektiği Bulk Si FinFET teknolojisi, diğeri ise IBM tarafından yönetilen SOI Si teknolojisi. Her iki teknolojinin de artıları ve eksileri var.
5. Bu kadar çok transistörün yapıldığına gelince, en önemli şey aslında fotolitografi teknolojisidir.Özellik boyutunun küçülmesiyle fotolitografinin önemi yükselemeyecek noktaya kadar yükselmiştir, böylece EUV Extreme ultraviyole ortaya çıkmıştır. Litografi ve Çoklu desenleme Çoklu desenleme ve diğer birçok anti-gökyüzü teknolojisi, bu teknolojilerin çok fazla kelime olduğu söylenebilir.
6. Yarı iletken endüstrisi şüphesiz geçen yüzyılın en heyecan verici alanıdır Son yıllarda neredeyse patlayıcı BT teknolojisi ilerlemesine yol açan, nesilden nesile güncellenen tam da bu sayısız transistördür.
7. Daha önce, milyarlarca transistörün neredeyse tamamen ve tekdüze bir şekilde hatasız çalışabileceğini hayal etmek zordu.Bu kendi başına çok şaşırtıcı bir şey Aslında, bu küçük CPU'nun arkasında sayısız insan var. On yıllık sıkı çalışma (Intelin Amerika Birleşik Devletlerindeki teknoloji araştırma ve geliştirme departmanının 10.000den fazla çalışanı var ve bunlardan 8.000den fazla doktorası var. Bunlara yatırılan insan gücü ve malzeme kaynaklarının çok büyük olduğu düşünülebilir), bu nedenle bu sorunu anlamak zor değil.
Bilimsel araştırma ihtiyaçları nedeniyle bir CPU kaldırıldı.
Bu yüzden herkesle paylaşmak için iki fotoğraf koydum.
Bu bir Yukarıdan Aşağıya Görünüm SEM fotoğrafıdır, CPU içindeki katmanlı yapıyı net bir şekilde görebilirsiniz, çizgi genişliği ne kadar düşükse, cihaz katmanına o kadar dar ve daha yakın.
Bu, CPU'nun enine kesit görünümüdür.Katmanlı CPU yapısını açıkça görebilirsiniz.Yukarıdan aşağıya yaklaşık 10 katman vardır.Alt katman, MOSFET transistörü olan cihaz katmanıdır.
Demonte CPU, AMD'nin ürünüdür IBM kampındaki bir şirket olarak AMD, SOI substrat teknolojisini kullanması açısından Intel'den farklıdır.
Bahsi geçen Intel 14nm teknolojisi ile ilgili olarak, geçen yılki Uluslararası Elektronik Cihazlar Konferansı'nda (IEDM2014) Intel spesifik teknik detaylarını açıkladı.Hala biraz belirsiz olmasına rağmen, süreç gelişmelerinin bir kısmını tam olarak anlayabildi.
Bu, 3D FinFET'teki Fin yapısıdır ve Fin Pitch (iki Kanatçık arasındaki mesafe) 40nm'dir.Bu, süreç için büyük bir zorluktur ve entegrasyonu geliştirmek ve maliyeti düşürmek için çok önemlidir.
Bu, tüm CPU'nun belirli bir alanının enine kesitsel bir TEM görüntüsüdür ve açıkça kaba SEM'imden çok daha nettir. Alt katman ayrıca bir transistördür
Bu resim Intel tarafından benimsenen en son Air Gap teknolojisini göstermektedir. Resimdeki siyah alan hava boşluğudur. Havanın K değeri neredeyse en düşük olduğundan, bu, ara bağlantılar arasındaki parazitik kapasitansı azaltmaya ve sinyal gecikmesini azaltmaya yardımcı olacaktır.
Aynı zamanda, IEDM 2014'te IBM, SOI kampının 14nm teknolojisini de duyurdu.Intel'in teknolojisi ile karşılaştırıldığında, IBM daha süslü ve karmaşık ve maliyetin çok daha yüksek olacağı tahmin ediliyor.
Intelin Toplu Si teknolojisinin aksine IBM, yalıtkan üzerinde silikon (SOI) üzerinde 3B transistörler kullanır
7nm'den sonraki teknoloji düğümü ile ilgili olarak, aslında, endüstri de tutarsızdır.Wiki, 5 nm'nin (5 nanometre) Moore Yasasının sonu olacağına inanmaktadır, ancak Intel, FinFET teknolojisinin Moore Yasasını 3 nm'ye (Moore Yasası Dead by 2022, Uzman diyor ki, 7nm, 5nm, 3nm: Bizi Moore yasasının sınırlarına götürecek yeni malzemeler ve transistörler).
Belirtilen EUV (Extreme Ultraviolet) litografi teknolojisi ile ilgili olarak, litografi için 13,5 nm dalga boyuna sahip ultraviyole ışık kullanır, çünkü dalga boyu şu anda kullanılan 193nm ışık kaynağından çok daha küçüktür ve ışık kırınımının neden olduğu doğruluk sorunları büyük ölçüde azalacaktır. , Ancak küçük dalga boyu çok yüksek enerji anlamına gelir (ışık dalgasının frekansı ile orantılı, dalga boyuyla ters orantılı), bu nedenle kararlı, uygun, yüksek güçlü bir ışık kaynağının nasıl elde edileceği son derece zor bir sorundur ve aşırı küçük dalga boyu nedeniyle, genellikle Odaklanma lensi kullanılamayacak, yalnızca yansıtıcı lensler kullanılabilecek ve bu da son derece zor bir sorundur. Şu anda TSMC'nin bu teknoloji konusunda çok iyimser olduğu ve halihazırda birkaç ünite satın aldığı söyleniyor, ancak Intel hala ayakta duruyor ve çoklu desen kullanmaya devam edeceği söyleniyor.
