Technológiai folyamat az elektronikai iparban
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. szeptember 15-én felülvizsgált
verziótól ; az ellenőrzések 9 szerkesztést igényelnek .
A félvezetőgyártás technológiai folyamata - a félvezető (p / p) termékek és anyagok gyártásának technológiai folyamata; a p/p termékek ( tranzisztorok , diódák stb.) gyártási folyamatának része ; a következőkből áll: technológiai (feldolgozás, összeszerelés) és ellenőrzési műveletek sorozata.
A p / p termékek előállításához fotolitográfiát és litográfiai berendezéseket használnak . Ennek a berendezésnek a felbontása ( mikronban és nm -ben ) (az úgynevezett tervezési szabványok ) határozza meg az alkalmazott technológiai folyamat nevét.
A technológia fejlesztése és a p/p struktúrák méretének arányos csökkentése hozzájárul a félvezető eszközök ( áramkörök , processzorok , mikrokontrollerek stb.) jellemzőinek (méret, energiafogyasztás, működési frekvencia, költség) javításához . Ez különösen fontos a processzormagok esetében, az energiafogyasztás és a teljesítmény javítása szempontjából, ezért az alábbiakban felsoroljuk az ezen a technikai folyamaton belüli tömeggyártású processzorokat (magokat).
A mikroáramkörök gyártásának technológiai folyamatának szakaszai
A félvezető eszközök és integrált áramkörök ( mikroprocesszorok , memóriamodulok stb.) gyártásának technológiai folyamata a következő műveleteket tartalmazza.
- Félvezető lapkák megmunkálása - a félvezető lapkákat szigorúan meghatározott geometriával, a kívánt krisztallográfiai orientációval (nem rosszabb, mint ± 5%) és felületi tisztasági osztályba állítják. Ezek a lemezek ezt követően nyersdarabként szolgálnak az epitaxiális réteg felvitelére szolgáló eszközök vagy hordozók gyártása során .
- Vegyi kezelés (minden hőkezelést megelőzően) - mechanikailag megzavart félvezetőréteg eltávolítása és az ostya felületének tisztítása. A kémiai feldolgozás főbb módszerei: folyadék- és gázmaratás, plazmakémiai módszerek. Egy lemezen dombormű létrehozása (felületi profilozás) váltakozó kiemelkedések és mélyedések formájában, meghatározott geometriájú, ablakok bemarása maszkoló bevonatba, látens kép létrehozása egy exponált fotoreziszt rétegben , polimerizált maradványainak eltávolítása, kinyerése érintkező betétek és vezetékek fémezési rétegben, vegyi (elektrokémiai) feldolgozás.
- A félvezető réteg epitaxiális növekedése a félvezető atomok hordozóra történő lerakódása, melynek eredményeként egy réteg keletkezik rajta, amelynek kristályszerkezete hasonló a hordozóéhoz. Ebben az esetben a hordozó gyakran csak mechanikus hordozó funkcióit látja el.
- Maszkoló bevonat készítése – a félvezető réteg megóvása a szennyeződések behatolásától a későbbi adalékolási műveletek során . Leggyakrabban az epitaxiális szilíciumréteg oxigénben, magas hőmérsékleten történő oxidálásával hajtják végre.
- Fotolitográfia – úgy készül, hogy dielektromos filmben domborművet képezzen .
- Az elektromosan aktív szennyeződések bejuttatása a lemezbe külön p- és n-régiók kialakításához szükséges az elektromos átmenetek, szigetelő szakaszok létrehozásához. Szilárd , folyékony vagy gáznemű forrásokból diffúzióval állítják elő, a szilícium fő diffúzorai a foszfor és a bór .
A termikus diffúzió egy anyag részecskéinek koncentrációjuk csökkenésének irányába történő irányított mozgása: ezt a koncentráció gradiens határozza meg. Gyakran használják adalékanyagok bejuttatására a félvezető lapkákba (vagy a rájuk növesztett epitaxiális rétegekbe), hogy az eredeti anyaghoz képest ellenkező típusú vezetőképességet vagy alacsonyabb elektromos ellenállású elemeket érjenek el.
Az ionadalékolást (nagy csatlakozási sűrűségű félvezető eszközök, napelemek és mikrohullámú szerkezetek gyártásához használják) a félvezetőben lévő ionok kezdeti kinetikus energiája határozza meg, és két lépésben hajtják végre:
- ionokat vezetnek be egy félvezető lapkába vákuumrendszerben
- magas hőmérsékleten izzítjuk
Ennek eredményeként a félvezető törött szerkezete helyreáll, és a szennyező ionok elfoglalják a kristályrács csomópontjait.
- Ohmos kontaktusok előállítása és passzív elemek létrehozása az ostyán - fotolitográfiai feldolgozást alkalmazva a kialakított szerkezetek területeit lefedő oxidrétegben, előre kialakított erősen adalékolt n + - vagy p + típusú területeken, amelyek alacsony érintkezési ellenállást biztosítanak, nyitott ablakok . Ezután vákuumleválasztással a lemez teljes felületét fémréteggel borítják (fémezett), a felesleges fémet eltávolítják, és csak az érintkező betétek és a vezetékek helyén maradnak. Az így kapott érintkezőket termikusan kezelik (égető művelet), hogy javítsák az érintkező anyag tapadását a felülethez és csökkentsék az érintkezési ellenállást. Speciális ötvözetek oxidanyagra történő szórásakor passzív vékonyrétegű elemeket kapnak - ellenállások, kondenzátorok, induktivitások.
- További fémrétegek hozzáadásával (a modern eljárásokban körülbelül 10 réteg) egy dielektrikum ( angolul inter-metal dilectric , IMD) átmenő lyukakkal van elhelyezve a rétegek között.
- A lemez felületének passziválása . A kristályok tesztelése előtt meg kell tisztítani a külső felületüket a különféle szennyeződésektől. Kényelmesebb (technológiai szempontból) a lemezeket azonnal leírni vagy koronggal levágni, miközben még nincsenek kristályokra osztva. Ez azért is célszerű, mert az ostyák beírása vagy bevágása során keletkező félvezető anyag morzsái potenciálisan hibák okozói lehetnek, amikor a bevonat során karcok képződő kristályokká törnek. A lemezeket leggyakrabban hidromechanikus (kefes) mosóegységekben ionmentesített vízben tisztítják, majd centrifugában, fűtőszekrényben 60 °C-ot meg nem haladó hőmérsékleten vagy infravörös melegítéssel szárítják. A megtisztított ostyán meghatározzák az ostyák beírása és kristályokra törése során keletkezett hibákat, valamint a korábbi műveletek során - fotolitográfia, oxidáció, lerakódás, mérés (forgácsok és mikrorepedések a munkafelületen, karcolások és egyéb sérülések a felületen) fémezés, oxidmaradványok az érintkező felületeken, különféle maradék szennyeződések fotoreziszt, lakk, jelölőfesték stb. formájában).
- Vágatlan lemez vizsgálata . Általában ezek a tesztek szondafejekkel automata lapkaválogató gépeken. Abban a pillanatban, amikor a szondák hozzáérnek a szétválogatandó szerkezetekhez, megtörténik az elektromos paraméterek mérése. A folyamat során a hibás kristályokat megjelölik, majd eldobják. A kristályok lineáris méreteit általában nem szabályozzák, mivel nagy pontosságukat mechanikai és elektrokémiai felületkezelés biztosítja.
- Lemezek szétválasztása kristályokra - mechanikusan (vágással) a lemezt külön kristályokra osztja.
- A kristály összeszerelése és a kristály tokba való beszerelése és lezárása - a vezetékek rögzítése a kristályhoz, majd az azt követő csomagolás a tokba az azt követő lezárással.
- Az elektromos méréseket és teszteket azzal a céllal végezzük, hogy visszautasítsák azokat a termékeket, amelyek paraméterei nem felelnek meg a műszaki dokumentációnak. Néha a mikroáramkörök speciálisan „nyitott” felső határértékkel készülnek, ami ezt követően lehetővé teszi a rendellenes nagy terhelésű üzemmódok működését más mikroáramkörök számára (lásd például: Számítógépek túlhajtása ).
- Az eszközgyártás technológiai ciklusát lezáró kimenetszabályozás nagyon fontos és nehéz feladat (például egy 20 elemből álló, 75 (összesen) bemenettel rendelkező áramkör összes kombinációjának ellenőrzése, a funkcionális vezérlés 10 4 ellenőrzés/másodperc sebességgel, 10 19 évig tart!)
- A jelölés , a védőbevonat felvitele, a csomagolás a végső műveletek a késztermék végfelhasználóhoz történő szállítása előtt.
A mikron alatti elemméretű félvezető termékek előállításának technológiái összetett fizikai és kémiai folyamatok rendkívül széles skáláján alapulnak: vékony filmeket termikus és ion-plazma porlasztással vákuumban állítanak elő, az ostyákat a 14. tisztasági osztály szerint megmunkálják a síkságtól való eltérés legfeljebb 1 mikron , az lézersugárzástésultrahangot , oxigénben és hidrogénben lágyítást alkalmaznak, a fémek olvadása során az üzemi hőmérséklet meghaladja az 1500 ° C-ot, míg a diffúziós kemencék 0,5 pontossággal tartják a hőmérsékletet °C, a veszélyes kémiai elemeket és vegyületeket széles körben használják (például fehér foszfor ).
Mindez különleges ipari higiéniai követelményekhez, az úgynevezett "elektronikus higiéniához" vezet, mivel a félvezető lapkák feldolgozásának munkaterületén vagy a kristály összeszerelési műveleteknél legfeljebb öt 0,5 mikronos porrészecske lehet. 1 liter levegőben . Ezért az ilyen termékek gyártására szolgáló gyárak tiszta helyiségeiben minden dolgozónak speciális kezeslábast kell viselnie [1] . Az Intel promóciós anyagaiban a dolgozók overálját nyuszi öltönynek ("nyuszi öltöny") nevezték [2] [3] .
Az 1970-es - 1980-as évek technológiai folyamatai
A korai technikai folyamatok, az NTRS (National Technology Roadmap for Semiconductors) és az ITRS szabványosítása előtt "xx mikron" (xx mikron) elnevezést kaptak, ahol xx először a litográfiai berendezések műszaki felbontását, majd a tranzisztor hosszát jelentette. kapu, fémvonalak fele osztása (fél osztás) és fém vonalszélesség. Az 1970-es években számos technikai eljárás létezett, különösen 20, 10, 8, 6, 4, 3, 2 mikronos; átlagosan háromévente 0,7-es együtthatóval csökkent a lépés [4]
3 µm
A 3 µm olyan technológiai technológia, amely megfelel a Zilog ( Z80 ) 1975-ben és az Intel ( Intel 8086 ) 1979-ben elért technológiai szintjének . Megfelel a litográfiai berendezés lineáris felbontásának, körülbelül 3 µm.
1,5 µm
Az 1,5 µm olyan technológiai technológia, amely megfelel az Intel 1982-ben elért technológiai szintjének . Megfelel a litográfiai berendezések lineáris felbontásának, körülbelül 1,5 µm.
0,8 µm
A 0,8 mikron olyan technológiai technológia, amely megfelel az 1980-as évek végén és az 1990-es évek elején az Intel és az IBM által elért technológiai szintnek .
0,6 µm / 0,5 µm
Az Intel és az IBM gyártóüzemei által 1994-1995 között elért folyamattechnológia.
Folyamattechnológia az 1990-es évek közepe után
Az 1990-es évek közepe óta bevezetett folyamatok megnevezéseit az NTRS és az ITRS szabványosította, és „Technology Node” vagy „Cycle” néven vált ismertté. A logikai áramkörökben lévő tranzisztorok kapuinak tényleges méretei a 350 nm - 45 nm műszaki eljárások elnevezésében jelzettnél valamivel kisebbek lettek a reziszt-mintázat-vékonyító és reziszt hamvasztásos technológiák bevezetése miatt . Azóta a műszaki eljárások kereskedelmi elnevezései már nem felelnek meg a redőny hosszának [4] [5] .
A következő ITRS folyamattechnológiára való átállással átlagosan felére csökkent az 1 bites SRAM memória szabványos cellája által elfoglalt terület. 1995 és 2008 között a tranzisztorok sűrűségének ez a megduplázódása átlagosan kétévente következett be [4] .
350 nm
A 350 nm egy olyan technológiai technológia, amely megfelel az 1995-97-ben a vezető chipgyártók, például az Intel, az IBM és a TSMC technológiai szintjének . Megfelel a litográfiai berendezés lineáris felbontásának, körülbelül 0,35 µm.
250 nm
A 250 nm olyan technológiai technológia, amely megfelel a vezető chipgyártók 1998-ban elért technológiai szintjének. Megfelel a litográfiai berendezés lineáris felbontásának, körülbelül 0,25 µm.
Legfeljebb 6 fémréteget használnak, a litográfiai maszkok minimális száma 22 .
180 nm
A 180 nm olyan technológiai technológia, amely megfelel a vezető chipgyártók 1999-ben elért technológiai szintjének. Megfelel a korábbi 0,25 µm-es eljárás tömörítési sűrűségének megduplázódásának, valamint először alkalmaznak olyan belső csatlakozásokat, amelyek a korábbi alumíniumnál kisebb ellenállású
rézalapú forgácson alapulnak .
Akár 6-7 réteg fémet tartalmaz. A litográfiai maszkok minimális száma körülbelül 22 .
130 nm
A 130 nm olyan technológiai technológia, amely megfelel a vezető chipgyártók 2001 -ben elért technológiai szintjének . Az ITRS modellek [6] szerint az elemek elhelyezési sűrűségének megduplázódásának felel meg a korábbi 0,18 mikronos folyamattechnológiához képest.
- Intel Pentium III Tualatin – 2001. június
- Intel Celeron Tualatin-256 – 2001. október
- Intel Pentium M Banias – 2003. március
- Intel Pentium 4 Northwood – 2002. január
- Intel Celeron Northwood-128 – 2002. szeptember
- Intel Xeon Prestonia és Gallatin – 2002. február
- AMD Athlon XP telivér, Thorton és Barton
- AMD Athlon MP Thoroughbred – 2002. augusztus
- AMD Athlon XP-M telivér, Barton és Dublin
- AMD Duron Applebred – 2003. augusztus
- AMD K7 Sempron Thoroughbred-B, Thorton és Barton – 2004. július
- AMD K8 Sempron Paris – 2004. július
- AMD Athlon 64 Clawhammer és Newcastle – 2003. szeptember
- AMD Opteron Sledgehammer – 2003. június
- MCST Elbrus 2000 (1891BM4Я) – 2008. július
- MCST -R500S (1891VM3) – 2008, 500 MHz
100 nm-nél kisebb feldolgozási technológia
A különböző technológiai szövetségek eltérő irányelveket követhetnek (Öntöde/IDM) a finomabb folyamatokra hivatkozva. A TSMC különösen a 40 nm, 28 nm és 20 nm elnevezéseket használja az Intel 45 nm-es, 32 nm-es és 22 nm-es folyamataihoz hasonló sűrűségű folyamatokhoz [7] .
90 nm
A 90 nm a félvezető technológia szintjének megfelelő folyamattechnológia, amelyet 2002-2003 között értek el . Az ITRS modellek [6] szerint az elemek elhelyezési sűrűségének megduplázódásának felel meg a korábbi műszaki folyamathoz képest 0,13 µm.
A 90 nm-es tervezési eljárást gyakran használják feszült szilícium technológiákkal, valamint új, alacsony k dielektromos dielektromos anyagokkal .
65 nm
A 65 nm olyan technológiai technológia, amely megfelel a vezető chipgyártók 2004-re elért technológiai szintjének . Az ITRS modellek szerint [6] , az elemek elhelyezési sűrűségének megduplázódásának felel meg a korábbi 90 nm-es folyamattechnológiához képest.
45 nm / 40 nm
A 45 nm és a 40 nm a vezető chipgyártó cégek által 2006-2007 -ig elért technológiai színvonalnak megfelelő műszaki eljárás . Az ITRS modellek [6] szerint az elemek elhelyezési sűrűségének megduplázódásának felel meg a korábbi 65 nm-es folyamattechnológiához képest.
Forradalmi jelentőségűvé vált a mikroelektronikai iparban, mivel ez volt az első olyan folyamattechnológia, amely nagy k-/fém kapu technológiát alkalmaz [8] [9] (HfSiON / TaN az Intel technológiában), a fizikailag kimerült SiO 2 /poly-Si
helyettesítésére.
32 nm / 28 nm
A 32 nm egy olyan technikai folyamat, amely megfelel a 2009-2010 -ig a vezető chipgyártó cégek által elért technológiai színvonalnak . Az ITRS modellek szerint [6] , az elemek elhelyezési sűrűségének megduplázódásának felel meg a korábbi 45 nm-es folyamattechnológiához képest.
2009 őszén az Intel átállt erre az új folyamattechnológiára [10] [11] [12] [13] [14] . 2011 eleje óta a processzorokat ezzel az eljárási technológiával gyártják.
2010 harmadik negyedévében a TSMC Fab 12 tajvani gyára megkezdte a technológiával készült termékek tömeggyártását, amelyek a „28 nanométeres” [15] marketingmegjelölést kapták (az ITRS nem javasolja).
2011 májusában az Altera kiadta a világ legnagyobb, 3,9 milliárd tranzisztorból álló chipjét 28 nm-es technológiával [20] .
22 nm / 20 nm
A 22 nm a 2009-2012 között elért technológiai színvonalnak megfelelő technikai folyamat . vezető cégek - mikroáramkörök gyártói. Az elemek sűrűségének megduplázódásának felel meg a korábbi 32 nm-es technológiai technológiához képest.
A 22 nm-es elemeket fotolitográfiával alakítják ki, melynek során a maszkot 193 nm hullámhosszú fénynek teszik ki [21] [22] .
2008 -ban a San Franciscó-i International Electron Devices Meeting éves csúcstechnológiai kiállításon az IBM, az AMD és a Toshiba technológiai szövetsége bemutatott egy FinFET típusú tranzisztorokból 22 nm-es folyamattechnológiával készült SRAM memóriacellát , amely viszont fejlett technológiájú, nagy k- értékű fémkapuval készülnek (a tranzisztoros kapuk nem szilíciumból, hanem hafniumból készülnek), mindössze 0,128 μm² (0,58 × 0,22 μm) felülettel [23] .
Az IBM és az AMD egy 0,1 μm²-es SRAM cella kifejlesztését is bejelentette, amely 22 nm-es folyamattechnológián alapul [24] .
A szabályos struktúrák (SRAM) első működőképes tesztmintáit az Intel 2009-ben mutatta be a nyilvánosságnak [25] . A 22 nm-es tesztchipek SRAM memória és logikai modulok. A 0,108 és 0,092 µm2 méretű SRAM cellák 364 millió bites tömbökben működnek. A 0,108 µm²-es cellát alacsony feszültségű környezetre optimalizálták, míg a 0,092µm²-es cella a ma ismert legkisebb SRAM-cella.
Ezt a technológiát használják (2012 eleje óta):
- Intel Ivy Bridge / Ivy Bridge-E
- Intel Haswell (az Ivy Bridge követője, integrált GPU-val).
- Intel Bay Trail -M (mobil Pentium és Celeron Silvermont mikroarchitektúrán; 2013. szeptember)
16 nm / 14 nm
2014 májusától a Samsung folytatta a 14 nm-es LPE/LPP folyamattechnológia fejlesztését [26] ; és 2015-ben tervezi processzorok kiadását az Apple számára [27] .
2014 szeptemberétől a TSMC folytatta a 16 nm-es Fin Field Effect Transistor ( FinFET ) folyamattechnológia fejlesztését, és 2015 első negyedévében tervezte a 16 nm-es gyártás megkezdését [28] .
Az Intel kiterjedt stratégiája szerint a 14 nm-re való leépítést eredetileg egy évvel a Haswell chip bevezetése után (2013) várták; Az új folyamattechnológiát használó processzorok a Broadwell nevű architektúrát fogják használni . A 14 nm-es folyamattechnológia kritikus rétegeihez az Intel Inverse Lithography (ILT) technológiával és SMO-val (Source Mask Optimization) használt maszkok használatát követelte [29].
Az MCST cég 2021-ben mutatta be a 16 nm-es Elbrus-16C processzort .
2018 áprilisában az AMD bemutatta a továbbfejlesztett 14 nm-es folyamaton alapuló Zen+ processzorokat , amelyeket előzetesen „12 nm-nek” neveznek:
- Ryzen 5 2600 és 2600X
- Ryzen 7 2700 és 2700X
10 nm
A tajvani gyártó, a United Microelectronics Corporation (UMC) bejelentette, hogy csatlakozik az IBM Technology Alliance -hoz, hogy részt vegyen egy 10 nm-es CMOS folyamat kifejlesztésében [31] .
2011-ben megjelentek információk az Intel 10 nm-es folyamattechnológia 2018-ig történő bevezetésére vonatkozó terveiről [32] , 2017 októberében az Intel bejelentette, hogy 2017 vége előtt megkezdi a gyártást [33] , de végül a megjelenés után. egy rendkívül korlátozott számú 10 nm-es Intel Core i3-8121U mobilprocesszorból 2018-ban a 10 nm-es folyamattechnológiát alkalmazó Intel processzorok tömeggyártása csak 2019-ben indult el a mobileszközökön és 2020-ban az asztali eszközökön.
A 10 nm-es szabványok szerinti próbagyártást a TSMC 2015-re, a sorozatgyártást pedig 2016 -ra tervezte [34] .
2017 elején a 10 nm-es kibocsátás a TSMC termelésének körülbelül 1%-a volt [35]
A Samsung 2017-ben indította el a 10 nm-es gyártást [36]
- Apple A11 Bionic – 64 bites hatmagos processzor iPhone 8 -hoz (2017).
- A Cannon Lake több 10 nm-es mobil Intel processzor első generációja, amelyekben a grafikus mag le van tiltva [37] .
- Az Ice Lake a 10 nm-es Intel processzorok második generációja.
- Snapdragon 835.
- Snapdragon 845 [38] .
7 nm
Az Intel 7 nm-es folyamattechnológiával (várhatóan 2022-ben) [39] a Hardwareluxx szerint négyzetmilliméterenként 242 millió tranzisztor elhelyezését tervezi [40] .
2018-ban a TSMC gyárai megkezdték az Apple A12 [41] , Kirin 980 [42] és Snapdragon 855 [43] mobilprocesszorok gyártását . Az x86 architektúrára épülő 7 nm-es processzorok gyártása késik, az első minták ezen az architektúrán legkorábban 2019-ben jelennek meg. A Russian Tom's Hardware Guide című online kiadvány szerint a 7 nm-es folyamattechnológia első generációjával a TSMC 66 millió tranzisztort tud elhelyezni négyzetmilliméterenként, ugyanakkor a 10 nm-es folyamattechnológiával az Intel 100 millió tranzisztort tud elhelyezni hasonló terület [44] . Átmenet a második generációra[ pontosítás ] A TSMC 7 nm-es folyamata 2019-ben zajlott. Az első ilyen eljárással előállított tömegtermék az Apple A13 volt .
A kínai SMIC 2021 óta gyárt 7 nm-es chipeket régi berendezésein [45]
Termékek:
6 nm / 5 nm
A TSMC 2019. április 16-án jelentette be a kockázatos gyártásban a 6 nm-es folyamattechnológia fejlesztését, amely lehetővé teszi a mikroáramköri elemek csomagolási sűrűségének 18%-os növelését, ez a folyamattechnológia az 5 nm-es folyamattechnológia olcsóbb alternatívája, lehetővé teszi hogy könnyen skálázhatóak legyenek a 7 nm-re kifejlesztett topológiák [49] .
2019 első felében a TSMC kockázatvállaló 5nm-es chipgyártásba kezdett. [50] ; az erre a technológiára való átállás lehetővé teszi az elektronikai alkatrészek csomagolási sűrűségének 80%-os és a sebesség 15%-os növelését [51] . A China Renaissance szerint a TSMC N5 technológia 170 millió tranzisztort tartalmaz négyzetmilliméterenként [52] .
A Samsung 2017 márciusában útitervet mutatott be a 7 és 5 nm-es technológiákhoz szükséges processzorok kiadására vonatkozóan. A Samsung technológiai alelnöke, Ho-Q Kang az előadás során megjegyezte, hogy sok gyártó találkozott már problémával a 10 nm alatti technológiák fejlesztése során. A Samsungnak azonban sikerült elérnie a célt, aminek kulcsa egy „gyűrűs” kapuval ellátott térhatású tranzisztor alkalmazása volt ( GAAFET ). Ezek a tranzisztorok lehetővé teszik a vállalat számára, hogy tovább csökkentse a méretet 7 és 5 nm-re. A vállalat extrém ultraibolya litográfiát (EUV) [53] fog használni az ostyák gyártásához . 2020-ban a Samsung megkezdte az 5 nm-es chipek tömeggyártását [54] . A Samsung 5LPE folyamattechnológiájának sűrűsége 125-130 millió tranzisztor volt négyzetmilliméterenként [52] .
Az első 5nm-es technológiával előállított tömegtermék az Apple A14 volt , amelyet 2020 szeptemberében mutattak be. Mögötte 2020 novemberében mutatkozott be az Apple M1 processzor , amelyet Macintosh számítógépekhez terveztek .
4 nm
3 nm
Az IMEK Research Center (Belgium) és a Cadence Design Systems létrehozta a technológiát, és 2018 elején kiadták a 3 nm-es technológiát alkalmazó mikroprocesszorok első próbamintáját [55] .
A 2020 végén 3 nm-es topológiát bevezető TSMC szerint az erre való átállás 10-15%-kal növeli a processzorok teljesítményét a jelenlegi 5 nm-es chipekhez képest, fogyasztásuk pedig 25-30%-kal csökken. [56]
A Samsung célja, hogy 2021-re megkezdje a 3 nm-es termékek gyártását GAAFET technológiával [57] [58] . 2022.
június 30-án a Samsung bejelentette, hogy megkezdte a 3 nm-es processzorok tömeggyártását, és ezzel az első vállalat lett, amely ezt elérte [59] [60] .
Az Intel a TSMC-vel együttműködve 2023 elején kívánja kiadni első 3 nm-es processzorát (az Intelnek legalább két 3 nm-es lapkára van tervjavaslata, az egyik laptopokhoz, a másik pedig szerverekben való használatra). Emellett az Apple is készül a 3 nm-re való átállásra - azt tervezi, hogy 2022 tavaszán teszi meg az iPad Pro táblagép új módosításának kiadásával . [56]
2 nm
2021 májusában az IBM bejelentette az első 2 nm-es chip megalkotását [61] [62] .
A TSMC vezérigazgatója szerint a 2 nm-es technológiára való átállás részeként az energiahatékonyságon van a hangsúly: a tranzisztorok kapcsolási sebessége, amely közvetlenül befolyásolja az alkatrész teljesítményét, azonos fogyasztás mellett 10-15%-kal nő. , vagy ugyanazon a teljesítményszinten 20-30%-kal csökkenthető az energiafogyasztás; a tranzisztorok sűrűsége az N3E folyamathoz képest csak 20%-kal fog nőni (ez elmarad a tipikus növekedéstől). [63] . 2026-ban jelennek meg a TSMC (N2 folyamattechnológia) 2 nm-es chipjei [64]
A feltételezések szerint [65] 2029-ben az Intel 1,4 nm-re kíván váltani.
Lásd még
Jegyzetek
- ↑
Személyi védőfelszerelésként fémezett szövetből készült overallt használnak (overallok, köpenyek, kötények, kabátok kapucnival és beépített szemüveggel)
- Gorodilin V. M. , Gorodilin V. V. 21. § Sugárzás, környezetre gyakorolt hatása és a környezetért való küzdelem intézkedései. // Rádióberendezés beállítása. - Negyedik, átdolgozott és bővített kiadás. - M . : Felsőiskola, 1992. - S. 79. - ISBN 5-06-000881-9 .
- ↑ Kicsinyesség és tisztaság (elérhetetlen link) . Letöltve: 2010. november 17. Az eredetiből archiválva : 2013. augusztus 5.. (határozatlan)
- ↑ Intel Múzeum – A homoktól az áramkörökig . Letöltve: 2010. november 17. Az eredetiből archiválva : 2010. november 20.. (határozatlan)
- ↑ 1 2 3 H. Iwai. Útiterv 22 nm-re és azon túl // Mikroelektronika. — Elsevier, 2009. — 20. évf. 86 , iss. 7-9 . - P. 1520-1528 . - doi : 10.1016/j.mee.2009.03.129 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 23. ; slides Archivált : 2015. április 2. a Wayback Machine -nél
- ↑ Mit jelent egyébként a '45 nm'? Archivált : 2016. március 28., a Wayback Machine // EDN, 2007. október 22. "Az eredmény az volt, hogy körülbelül 350 nm-rel (amit akkoriban 0,35 mikronnak hívtak) a "350 nm" már egyszerűen a folyamat neve lett. mint bármely fizikai dimenzió mértéke."
- ↑ 1 2 3 4 5 Félvezető tervezési technológia és rendszer-illesztőprogramok ütemterve: Folyamat és állapot – 3. rész Archiválva : 2015. április 2., a Wayback Machine , 2013: " ITRS MPU illesztőprogram-modell .. 2-szeresére méretezte a logikai tranzisztorok számát .. technológiai csomópontonként. Mivel a méretek csomópontonként 0,7-szeresre zsugorodnak, és ezért a névleges elrendezési sűrűség megduplázódik, ez az egyszerű méretezési modell lehetővé teszi, hogy a szerszám mérete állandó maradjon a technológiai csomópontok között. »
- ↑ Scotten Jones . Ki fog vezetni 10 nm-en? , SemiWiki (2014. szeptember 29.). Archiválva az eredetiből 2016. június 14-én. Letöltve: 2015. október 27.
- ↑ PRESS KIT - Az első 45 nm-es chipek: környezetbarát. Gyorsabban. "Hűvösebb". . Letöltve: 2014. január 5. Az eredetiből archiválva : 2014. január 6.. (határozatlan)
- ↑ Az Intel bemutatja a High-k + Metal Gate tranzisztor áttörést a 45 nm-es mikroprocesszorokon . Letöltve: 2014. január 5. Az eredetiből archiválva : 2014. január 6.. (határozatlan)
- ↑ Intel 32nm Logic Technology archiválva : 2011. június 5. a Wayback Machine -nél
- ↑ Intel processzorok 32 nm-es technológiával (elérhetetlen link) . Letöltve: 2010. június 6. Az eredetiből archiválva : 2010. március 30. (határozatlan)
- ↑ Új részletek az Intel közelgő 32 nm-es logikai technológiájáról , archiválva 2009. november 4-én a Wayback Machine -nél
- ↑ Fehér könyv az Intel 32 nm-es folyamattechnológiájának bemutatásáról Archiválva : 2009. augusztus 24. a Wayback Machine -nél
- ↑ Nagy teljesítményű 32 nm-es logikai technológia 2. generációs High-k + fémkapu tranzisztorokkal . Letöltve: 2010. június 6. Az eredetiből archiválva : 2010. augusztus 21.. (határozatlan)
- ↑ A TSMC legyőzi a 40 nm-es kihívásokat, és idén 28 nm-en indul (a link nem érhető el) . Letöltve: 2019. június 19. Az eredetiből archiválva : 2017. október 6.. (határozatlan)
- ↑ Az AMD kijavítja a Bulldozer hátrányait a Steamroller architektúrában . Letöltve: 2013. július 13. Az eredetiből archiválva : 2013. június 21. (határozatlan)
- ↑ Az AMD új "Steamroller" architektúrája 2014-ben? Archivált : 2014. február 28. a Wayback Machine -nél // 2013.01.3.
- ↑ MCST . Új 8 magos Elbrus-8C mikroprocesszor . Archiválva : 2020. november 11. Letöltve: 2014. június 26.
- ↑ Nyolcmagos mikroprocesszor Elbrus architektúrával (elérhetetlen link) . Archiválva az eredetiből 2014. június 25-én. (határozatlan)
- ↑ Az Altera Corporation új iparági rekordot állított fel – Stratix V Field-Programmable Gate Array (FPGA) (a hivatkozás nem elérhető) . Letöltve: 2011. május 29. Az eredetiből archiválva : 2016. március 5.. (határozatlan)
- ↑ Hírek a szeptember 22. és 24. között San Franciscóban megrendezett Intel Developer Forumról (IDF) (elérhetetlen link)
- ↑ The Rosetta Stone of Lithography Archiválva : 2013. november 28., a Wayback Machine , 2013-11-20, Lars Leibmann, The Escalating Design Impact of Resolution-Challished Lithography alapján. ICCAD 2013
- ↑ Az IBM, az AMD és a Toshiba bemutatta az első 22 nm-es SRAM memóriacellát (nem elérhető hivatkozás)
- ↑ Az IBM és az AMD bemutatja a 22 nm-es memóriacellát (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2010. június 7. Az eredetiből archiválva : 2016. március 5.. (határozatlan)
- ↑ Intel Developer Forum 22nm Hírek Tények . Letöltve: 2010. június 6. Az eredetiből archiválva : 2009. október 7.. (határozatlan)
- ↑ [1] Archiválva : 2014. május 17. a Wayback Machine -nél // digitimes.com
- ↑ A Samsung 14 nm-es szabványoknak megfelelő processzorokat fog gyártani az Apple számára. Archiválva az eredetiből 2017. július 5-én. // iXBT.com
- ↑ A TSMC 16 nm-es gyártása 2015 első negyedévében kezdődik. Archiválva : 2014. augusztus 1. a Wayback Machine -nél // nvworld.ru
- ↑ V. Singh. EUV: The Computational Landscape EUVL Workshop, 2014 Archivált 2015. december 22-én a Wayback Machine -nél "Az ILT+SMO-t a kritikus maszkok képének élesítésére használják 14 nm-es és 10 nm-es csomópontokhoz"
- ↑ Az Intel megkezdi a 14 nm-es Celeron N3000, N3050, N3150 és Pentium N3700 ( Braswell ) processzorok értékesítését
- ↑ Az UMC csatlakozik az IBM-hez a 10 nm-es folyamattechnológia fejlesztésében . Letöltve: 2013. június 17. Az eredetiből archiválva : 2013. június 19. (határozatlan)
- ↑ Kiszivárgott Intel csúszáspontok a 10 nm-es folyamattechnológiára 2018-ban Archiválva : 2011. december 23. a Wayback Machine -nél // 3DNews
- ↑ A 10 nm-es Intel processzorok még idén is megjelennek, de nagyon korlátozott mennyiségben Archivált : 2017. október 30. a Wayback Machine -nél // IXBT.com, 2017. október
- ↑ Jövőre a TSMC azt tervezi, hogy megkezdi a próbaverziót, 2016-ban pedig a sorozatgyártást a 10 nm-es szabványok szerint Archiválva : 2019. február 10. a Wayback Machine -nél // IXBT.com
- ↑ [2] Archivált 2017. november 7-én a Wayback Machine -nél // eetimes.com
- ↑ [3] Archivált 2017. november 7-én a Wayback Machine -nél // eetimes.com
- ↑ A 10 nm-es Intel Ice Lake processzorok 2020-ig késhetnek (Az, hogy az Intel nem jött ki a 10 nm-es folyamattal, már nem titok) Archivált : 2018. szeptember 18., a Wayback Machine // IXBT.com, 2018. szeptember 18.
- ↑ Snapdragon 845 Műszaki adatok | AndroidLime . androidlime.ru Letöltve: 2018. május 23. Az eredetiből archiválva : 2018. május 24. (Orosz)
- ↑ Az Intel 7 nm- es megjelenési ütemterve 2022-ben meglehetősen szűkös lesz
- ↑ Andrej Schilling. Folyamat-összehasonlítás: TSMC 5 nm, Intel 10 nm és GloFo 7 nm . "Hardwareluxx" (2018. május 18.). Letöltve: 2019. szeptember 10. Az eredetiből archiválva : 2019. március 09. (határozatlan)
- ↑ Megkezdődött az Apple A12 processzorok gyártása új iPhone -okhoz (orosz nyelven) , a Wylsacom (2018. május 23.). Archiválva az eredetiből 2018. augusztus 1-jén. Letöltve: 2018. augusztus 1.
- ↑ A Huawei elindítja a Kirin 980 processzor gyártását Mate 20, P30 és más okostelefonokhoz (orosz) , AKKet (2018. április 8.). Archiválva az eredetiből 2018. augusztus 1-jén. Letöltve: 2018. augusztus 1.
- ↑ A Snapdragon 855 tömeggyártásba került (orosz nyelven) , android-1.com . Archiválva az eredetiből 2018. augusztus 1-jén. Letöltve: 2018. augusztus 1.
- ↑ AMD Ryzen 3000: Minden, amit a következő generációs CPU-król tudni kell . THG.ru (2019. február 5.). Letöltve: 2019. március 7. Az eredetiből archiválva : 2019. március 7. (határozatlan)
- ↑ A kínai SMIC körülbelül egy éve ad ki 7 nm-es chipeket régi berendezéseken – ezek hasonlóak a TSMC megoldásokhoz
- ↑ AMD : az első ilyen CPU - k csak jövőre jelennek meg
- ↑ Az AMD 7nm-es Ryzen 4000 APU-kkal készül átvenni a laptopok piacát. Archiválva : 2020. április 5. a Wayback Machine -nél // 3DNews, 2020.03.16.
- ↑ Az AMD Zen 3 CPU-k új architektúrát , jelentős IPC-növekedést és egyebeket biztosítanak . Letöltve: 2020. január 14. Az eredetiből archiválva : 2019. december 26.
- ↑ A TSMC bemutatja a 6 nanométeres folyamatot . TSMC. Letöltve: 2019. április 18. Az eredetiből archiválva : 2019. április 18..
- ↑ A TSMC befejezi az 5 nm-es folyamattechnológia fejlesztését – megkezdődik a kockázatos gyártás . 3DNews . Letöltve: 2019. április 10. Az eredetiből archiválva : 2019. április 8.. (Orosz)
- ↑ A TSMC és az OIP Ecosystem Partners biztosítja az iparág első teljes tervezési infrastruktúráját az 5 nm-es folyamattechnológiához . TSMC. Letöltve: 2019. április 18. Az eredetiből archiválva : 2019. április 14.
- ↑ 1 2 Konsztantyin Hodakovszkij. A TSMC ígéretes műszaki folyamatokról beszélt: 2 nm - fejlesztés alatt, 3 nm és 4 nm - 2022-ben a gyártás felé . 3dnews.ru (2021. április 27.). Letöltve: 2021. április 28. Az eredetiből archiválva : 2021. április 28.. (határozatlan)
- ↑ A Samsung jövőre 7 nm-re emelkedik. Archiválva : 2017. július 13. a Wayback Machine -nél // fudzilla.com
- ↑ Alekszej Razin. A Samsung megkezdte az 5 nm-es chipek tömeggyártását, és készül a 4 nm-es chipek kínálatára . 3dnews.ru (2020. november 2.). Letöltve: 2021. április 28. Az eredetiből archiválva : 2020. november 7.. (határozatlan)
- ↑ Az Imec és a Cadence Tape Out iparág első 3 nm-es tesztchipje . Letöltve: 2018. március 18. Az eredetiből archiválva : 2018. március 18. (határozatlan)
- ↑ 1 2 Az Intel rekord ugrást tesz a technológia terén. A 10 nm - es chipekről a legkorszerűbb 3 nm - esre fog átállni
- ↑ A Samsung azt tervezi, hogy 2021-ben kezdi meg a 3 nm-es tömeggyártást . 3D News Daily Digital Digest . Letöltve: 2019. április 10. Az eredetiből archiválva : 2019. április 10. (Orosz)
- ↑ A Samsung 3 nm- es GAAFET chipek tömeggyártását tervezi 2021-ben . Tom's Hardware (2019. január 11.). Letöltve: 2019. január 18.
- ↑ " Schrödinger Samsung" : a legújabb 3 nm-es processzorok gyártása nem olyan tömeges, mint azt bejelentették
- ↑ látogatás Dél-Koreában – Joseph Biden amerikai elnök dedikált egy szilícium ostyát a Samsung Electronics által gyártott első 3 nm-es chipek mintájával a Wayback Machine 2022. augusztus 5-i archív példánya // 2022.08.03.
- ↑ https://www.cnews.ru/news/top/2021-05-06_sozdan_pervyj_v_mire_protsessor . cnews.ru . Letöltve: 2021. május 6. Az eredetiből archiválva : 2021. május 6. (határozatlan)
- ↑ Dr. Ian Cutress. Az IBM létrehozza az első 2 nm-es chipet . anandtech . Letöltve: 2021. május 6. Az eredetiből archiválva : 2021. május 6. (határozatlan)
- ↑ A TSMC javíthatná a 2 nm-es folyamat teljesítményét , de túl drága lenne
- ↑ A TSMC bejelentette az N2 folyamattechnológiát – 2026 -ban jelennek meg a 2 nm -es chipek
- ↑ Mark Tyson . Az Intel Senior Fellow fényes jövőt jósol a Moore's Law számára Archiválva 2020. augusztus 11-én a Wayback Machine -nél // Hexus, 2019. december 12.
Irodalom
- Gotra Z. Yu. Mikroelektronikai eszközök technológiájának kézikönyve. - Lvov: Kamenyar , 1986. - 287 p.
- Ber A. Yu., Minsker F. Ye. Félvezető eszközök és integrált áramkörök összeszerelése. - M . : "Felsőiskola", 1986. - 279 p.
- Pierce K., Adams A., Katz L. VLSI technológia. 2 könyvben. — M .: Mir, 1986. — 404 p.
- Hanke H. I., Fabian H. Rádióelektronikai berendezések gyártásának technológiája. - M . : Energia, 1980. - 463 p.
- Bushminsky IP, Morozov GV Mikrohullámú mikroáramkörök technológiai tervezése. - M. : MGTU, 2001. - 356 p. — ISBN 5-7038-1687-4 .
Linkek