65 нм процесс - 65 nm process
Изготовление полупроводниковых приборов |
---|
Масштабирование MOSFET ( технологические узлы ) |
65 нм процесса продвигается литографический узел используется в объемном КМОПЕ ( МОП - транзистор ) производстве полупроводников . Напечатанная ширина линий (то есть длина затвора транзистора ) может достигать 25 нм при номинальном процессе 65 нм, в то время как шаг между двумя линиями может быть больше 130 нм. Для сравнения , клеточные рибосомы имеют длину около 20 нм от конца до конца. Кристалл объемного кремния имеет постоянную решетки 0,543 нм, поэтому такие транзисторы имеют размер порядка 100 атомов в поперечнике. Toshiba и Sony объявили о 65-нм техпроцессе в 2002 году, до того, как Fujitsu и Toshiba начали производство в 2004 году, а затем TSMC начала производство в 2005 году. К сентябрю 2007 года Intel , AMD , IBM , UMC и Chartered также производили 65-нм чипы.
Хотя размеры элементов могут составлять 65 нм или меньше, длины волн света, используемого для литографии, составляют 193 нм и 248 нм. Изготовление субволновых элементов требует специальных технологий визуализации, таких как оптическая коррекция приближения и фазосдвигающие маски . Стоимость этих методов существенно увеличивает стоимость производства полупроводниковых изделий с субволновой длиной волны, причем стоимость увеличивается экспоненциально с каждым новым технологическим узлом. Кроме того, эти затраты умножаются на увеличивающееся количество слоев маски, которые должны быть напечатаны с минимальным шагом, и снижение урожайности от печати такого большого количества слоев на переднем крае технологии. Для новых конструкций интегральных схем это влияет на стоимость прототипирования и производства.
Толщина затвора, еще один важный параметр, уменьшена до 1,2 нм (Intel). Только несколько атомов изолируют «переключающую» часть транзистора, заставляя заряд течь через нее. Этот нежелательный эффект, утечка , вызван квантовым туннелированием . Новый химический состав диэлектриков затвора с высоким κ необходимо сочетать с существующими технологиями, включая смещение подложки и множественные пороговые напряжения, чтобы предотвратить утечку из-за чрезмерного потребления энергии.
Документы IEDM от Intel в 2002, 2004 и 2005 годах иллюстрируют отраслевую тенденцию, заключающуюся в том, что размеры транзисторов больше не могут масштабироваться вместе с остальными размерами функций (ширина затвора изменилась только с 220 до 210 нм при переходе от технологий с 90 до 65 нм. ). Однако межсоединения (металлические и многопозиционные) продолжают сжиматься, тем самым уменьшая площадь кристалла и стоимость кристалла, а также сокращая расстояние между транзисторами, что приводит к более сложным устройствам с более высокими характеристиками по сравнению с более ранними узлами.
Пример: 65 нм процесс Fujitsu
- Длина затвора: от 30 нм (высокая производительность) до 50 нм (низкая мощность)
- Напряжение ядра: 1,0 В
- 11 соединительных слоев Cu с использованием нанокластерного кремнезема в качестве диэлектрика со сверхнизким κ (κ = 2,25)
- Шаг Металл 1: 180 нм
- Источник / сток силицида никеля
- Толщина оксида затвора: 1,9 нм (n), 2,1 нм (p)
Фактически существует две версии этого процесса: CS200, ориентированный на высокую производительность, и CS200A, ориентированный на низкое энергопотребление.
Процессоры, использующие технологию производства 65 нм
- Sony / Toshiba EE + GS ( PStwo ) - 2005 г.
- Intel Core - 05 января 2006 г.
- Intel Pentium 4 (Cedar Mill) - 16 января 2006 г.
- Intel Pentium D 900-серии - 16 января 2006 г.
- Intel Xeon ( Sossaman ) - 14 марта 2006 г.
- Intel Celeron D (ядра Cedar Mill) - 28 мая 2006 г.
- Intel Core 2 - 27 июля 2006 г.
- AMD Athlon 64 серии (начиная с Лимы) - 20 февраля 2007 г.
- AMD Turion 64 X2 series (начиная с Tyler) - 2007-05-07
- Процессор Microsoft Xbox 360 "Falcon" - 2007–09 гг.
- Графический процессор NVIDIA GeForce 8800GT - 29 октября 2007 г.
- Sony / Toshiba / IBM Cell ( PlayStation 3 ) (обновлено) - 30 октября 2007 г.
- Sun UltraSPARC T2 - 2007–10
- AMD Phenom серии
- IBM z10
- Процессор Microsoft Xbox 360 "Opus" - 2008 г.
- Семейство TI OMAP 3 - 2008-02
- ВИА Нано - 2008-05
- AMD Turion Ultra - 2006 г.
- Процессор Microsoft Xbox 360 "Jasper" - 2008–10 гг.
- Лунгсон - 2009
- Nikon Expeed 2 - 2010 г.
- МЦСТ Эльбрус 4С - 2014
- SRISA 1890VM9Ya - 2016
Рекомендации
Источники
- «Intel сократит утечку Prescott на 75% на 65 нм» . Регистр. 31 августа 2004 . Проверено 25 августа 2007 .
- Инженерный образец ядра "Yonah" Pentium M , IDF Spring 2005, ExtremeTech
- «Наносиликон AMD 65 готов к работе» . Спрашивающий. 2 сентября 2005 года Архивировано из первоисточника 25 ноября 2005 года . Проверено 25 августа 2007 .CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
Предшествующий 90 нм |
Производственные процессы MOSFET | Преемник 45 нм |