Tehnologia procesului de 8 nm. Care este tehnologia de proces (nm) a unui procesor? Unde sunt tranzistorii?

Bună ziua, dragi iubitori de hardware. Astăzi vom vorbi despre ce este un proces tehnic într-un procesor. Ce afectează această valoare, cum ajută la funcționarea computerului, de ce este responsabilă și așa mai departe.

Aș dori să încep cu faptul că procesoarele constau din tranzistori. Sub capacul distribuitorului de căldură se află cipul CPU pe un substrat de siliciu, care conține miliarde de tranzistori miniaturali. Despre interiorul procesorului -.

Dimensiunile lor sunt atât de mici încât sunt măsurate în nanometri. De aici își are originea magnitudinea.

Luați de exemplu AMD și nucleele sale de procesor din familia Bulldozer și Liano, fabricate conform standardelor de 32 nm. Există 1,2 miliarde de tranzistori amplasați pe o zonă de cip care măsoară doar 315 mm2. În comparație cu tehnologia mai veche de 45 nm, în care existau „doar” 900 de milioane de tranzistori pe un substrat de 346 mm2, progresul este evident.

Reducerea sau mai degrabă optimizarea procesului tehnic oferă următoarele avantaje:

performanță finală crescută cu caracteristici identice ale două dispozitive (primul și al doilea procesor au, de exemplu, 4 nuclee cu o putere de 3 GHz);
reducerea consumului de energie;
capacitatea de a adăuga instrucțiuni de lucru suplimentare;
cresterea frecventelor;
creșterea numărului de miezuri pe un substrat (acestea ocupă mai puțin spațiu);
reducerea costurilor de producție a cipurilor (poate fi plasate mai multe procesoare pe un blank de siliciu).
Memoria cache a procesorului crescută (mai mult spațiu pe cip pentru instalarea modulelor)

Evoluția procesului

Dacă vă aprofundați în istoria semiconductorilor în anii 70 și 80, puteți găsi dispozitive dezvoltate conform standardelor de proces de 3 microni. O astfel de descoperire tehnologică a fost realizată pentru prima dată de Zilog în 1975 și, respectiv, Intel în 1979.

Companiile au dezvoltat în mod activ tehnologii și au îmbunătățit echipamentele litografice.La începutul până la mijlocul anilor 90, progresul a atins noi culmi și modele precum Intel Pentium Pro și MMX, precum și faimosul „melc” Pentium II, au început să apară pe piață.

Toate produsele au fost fabricate conform standardelor de proces de 0,35 microni, i.e. 350 nm. Literal, 10 ani mai târziu, tehnologia a făcut posibilă reducerea dimensiunii tranzistorului de trei ori, la 130 nm, iar aceasta a fost o descoperire.Cu toate acestea, perioada de cult a venit în 2004, când inginerii au început să stăpânească 65 nm pentru ei înșiși. Atunci lumea a văzut celebrele Pentium 4, Core 2 Duo, precum și AMD Phenom X4 și Turion 64 x2. În același timp, cipurile Falcon și Jasper pentru Xbox 360 au inundat piața.

Perioada actuală de dezvoltare

Ne apropiem treptat de evoluțiile moderne și vom începe cu procesul încă relevant de 32 nm - era Intel Sandy Bridge și AMD Bulldozer.

Tabăra albastră a reușit să creeze un cristal cu o frecvență de până la 3,5 GHz, pe care puteți plasa până la 4 nuclee și un cip grafic cu o frecvență de până la 1,35 GHz. De asemenea, în cip este încorporat un controler PCI‑E versiunea 2.0, suport pentru memorie DDR3. Toate nucleele au primit 256 KB de cache L2 și până la 8 MB de cache L3. Și toate acestea au fost așezate pe un substrat de 216 mm2

Roșii au reușit să plaseze pe substrat până la 16 nuclee de procesor cu o frecvență de până la 4 GHz cu suport pentru instrucțiuni avansate x86 pentru 2011, să introducă suport pentru Hyper Transport și să echipeze cipurile cu suport DDR3.

Doar Intel a făcut tranziția la 22 nm, adăugând performanțe mai mari cu un consum mai mic de energie la produsele sale Ivy Bridge și Haswell precum Core i5, i7 și Xeon. Arhitectura nu a suferit modificări semnificative.
Litografia de 14 nm a oferit lumii o nouă rundă de confruntare între AMD Ryzen și Intel Coffee Lake în 2017. În primul caz, avem o arhitectură complet nouă și o recunoaștere în întreaga lume după mulți ani de stagnare. În al doilea, există o creștere a nucleelor pe substrat în segmentul desktop.

În plus, putem observa o reducere a consumului de energie, adăugarea de noi instrucțiuni, o reducere a dimensiunii plachetei de siliciu și o creștere a puterii în taberele celor două tabere.Acum așteptăm lansarea cipurilor construite conform la standarde de 10 nm, care în prezent este disponibil doar în segmentul mobil (Quallcomm Snapdragon 835/845, Apple A11 Bionic).

De ce să reduceți procesul tehnic?

După cum am spus mai sus, optimizarea litografiei duce la plasarea mai multor tranzistori pe un substrat mai mic. În termeni simpli, nu 1, ci 1,5 miliarde de tranzistori pot fi plasați pe o zonă, ceea ce duce la creșterea performanței fără a crește disiparea căldurii.

Acest lucru permite instalarea mai multor nuclee, componente auxiliare și sisteme de gestionare a magistralei.

Crește și factorul de multiplicare al magistralei de sistem a procesorului, ceea ce înseamnă că crește și puterea acestuia.

În acest moment, procesoarele optime care încorporează cele mai bune tehnologii moderne sunt Intel 8700k și AMD Ryzen 1800x. Există, desigur, o opțiune mai nouă de la „roșu” sub forma Ryzen 2700 (12 nm), dar performanța sa este puțin mai modestă.
Sperăm că ați înțeles punctul pe care am vrut să vă transmit în acest articol. În următoarele recenzii, vom atinge concepte precum răcirea și alte probleme presante care necesită clarificări. Rămâneți pe fața noastră și a publicațiilor. Noroc!

Intel a confirmat o întârziere în producția de masă a procesoarelor care utilizează procesul de 10 nm până în a doua jumătate a anului 2017. Producătorul de cipuri susține că, din cauza dificultăților în stăpânirea noilor standarde de producție, va trebui să prelungească ciclul de viață al procesului procesorului de 14 nm cu încă un an. Astfel, anul viitor Intel va introduce procesoare Kaby Lake, iar Cannonlake va fi lansat abia în 2017. Conducerea Intel a recunoscut că, din cauza complexității tot mai mari a producției de cipuri, celebra lege a lui Moore poate suferi o transformare. Cu toate acestea, spre deosebire de concurenți, Intel nu are de gând să simplifice caracteristicile noii tehnologii de producție pentru a-și accelera timpul de lansare pe piață. Corporația este încrezătoare că tehnologia sa de proces de 10 nm va fi cea mai bună din industrie.

Ciclicitatea legii lui Moore crește

Când Gordon Moore a făcut prima observație despre dublarea numărului de tranzistori din circuitele integrate în 1965, el a remarcat că numărul se dubla la fiecare 12 luni. În 1975, el și-a revizuit observația și a făcut o predicție că numărul de tranzistori din microcircuite se va dubla la fiecare doi ani. În ultimii câțiva ani, tehnologiile de fabricație și circuitele integrate au devenit atât de complexe încât au dus la cicluri mai lungi de schimbare a procesului. În consecință, numărul de tranzistori de pe cipuri se dublează acum la fiecare doi ani și jumătate sau mai puțin. Drept urmare, Intel este forțat să producă nu două, ci trei familii de microprocesoare folosind aceeași tehnologie.

„Ultimele două tranziții către noile tehnologii au arătat că durata ciclului astăzi este de aproximativ doi ani și jumătate.” a declarat Brian Krzanich, directorul executiv al Intel, în timpul conferinței telefonice trimestriale a companiei cu investitori și analiști financiari. « Conform cu aceasta, în a doua jumătate a anului 2016 intenționăm să introducemLacul Kaby,a treia generație a produselor noastre de 14 nm, care se va baza pe fundamentul arhitecturiiSkylake, dar au îmbunătățiri cheie ale performanței. Ne așteptăm ca această inovație din foaia noastră de parcurs să introducă noi capabilități și să mărească vitezele de calcul, deschizând în același timp calea pentru o tranziție lină la 10 nm.”

Nu toate procesele sunt la fel

Intel intenționează să înceapă producția cipurilor sale, cu numele de cod Cannonlake, folosind tehnologia de producție de 10 nm abia în a doua jumătate a anului 2017. Judecând după rapoartele din surse neoficiale, Samsung plănuiește să înceapă producția în masă de cipuri folosind tehnologia de 10 nm încă din 2016. Astfel, Samsung poate trece înaintea Intel în dezvoltarea proceselor tehnologice avansate.

În teorie, decalajul ar putea reprezenta o problemă pentru Intel, deoarece ratele de producție mai subțiri înseamnă oportunitatea de a reduce consumul de energie și de a crește performanța. În timp ce procesoarele Intel nu concurează direct cu procesoarele Apple A și Samsung Exynos (care sunt cele produse de Samsung folosind tehnologia de ultimă oră), dispozitivele bazate pe Intel concurează cu cele bazate pe acele cipuri. Ca urmare, pe măsură ce popularitatea unor astfel de dispozitive crește, popularitatea electronicelor bazate pe produse Intel va scădea.

Cu toate acestea, merită să înțelegem că 10 nm este doar numele procesului tehnologic, indicând una dintre caracteristicile acestuia. Toate procesele de fabricație ale Intel sunt în general superioare celor ale altor producători de semiconductori. Astfel, tehnologiile FinFET de 14 nm și 16 nm de la Samsung, GlobalFoundries și TSMC, deși folosesc tranzistori mai mici, se bazează pe interconexiuni din tehnologia de proces de 20 nm. Astfel, dimensiunea cipurilor produse folosind tehnologiile 14LPE și CLN16FF nu diferă de cele fabricate folosind procese mai puțin avansate, ceea ce nu face posibilă creșterea semnificativă a bugetului lor de tranzistori în comparație cu predecesorii lor.

În comparație cu tehnologiile de fabricare a cipurilor de la alți producători de semiconductori, noile procese de fabricație ale Intel sunt întotdeauna superioare predecesorilor lor în toate privințele. Astfel, tehnologia de proces de 14 nm a Intel nu numai că mărește potențialul de frecvență și reduce consumul de energie, dar crește și densitatea tranzistorilor, ceea ce face posibilă integrarea mai multor blocuri funcționale în microcircuite.

Intel: Vom rămâne lideri în industria semiconductoarelor!

Directorul executiv al Intel a subliniat că compania nu va folosi tot felul de trucuri pentru a declara oficial trecerea la tehnologia procesului de 10 nm. Noua tehnologie de fabricație va reduce dimensiunea atât a tranzistorilor, cât și a interconexiunilor, ceea ce maximizează densitatea elementelor, reducând costul cipurilor per tranzistor.

„Noi credem că dacă te uiți la scalarea [10- tehnologia procesului nm comparativ cu 14 nm], atunci va fi destul de serios în comparație cu tipic atunci când treceți de la un proces la altul.”– spuse domnul Krzanich. „Nu vă voi da acum numere exacte. Dar credem că, dacă punem toate [inovațiile tehnologice de 10 nm] împreună, poziția noastră de lider [în industrie] nu se va schimba, chiar și cu întârzierea [în livrarea de cipuri]”.

Șeful Intel nu a dezvăluit multe detalii despre procesul tehnologic de 10 nm, precum și motivele exacte ale întârzierii începerii utilizării acestuia. Cu toate acestea, el a sugerat că noua tehnologie de producție folosește tranzistori cu poartă verticală (FinFET) „îmbunătățiți”, precum și litografie cu imersiune cu modele multiple.

„Fiecare [proces tehnic] are propria sa rețetă pentru complexitate și dificultate.”- a explicat domnul Krzanich. „Problemele cu tranziția de la 14 nm la 10 nm sunt aproximativ aceleași cu problemele cu tranziția de la 22 nm la 14 nm. Fotolitografia [imersiune] devine din ce în ce mai dificil de utilizat pe măsură ce dimensiunile caracteristicilor cipurilor devin mai mici. Numărul de treceri la utilizarea modelelor multiple crește.”

Intel: Vom lansa milioane de Cannonlake în primul an

Nu este un secret pentru nimeni că procesul de intrare pe piața cipurilor Broadwell a durat multe luni, iar volumele inițiale de producție ale Core M (Broadwell) folosind tehnologia 14 nm au fost puține. Intel promite că anul suplimentar îi va ajuta pe inginerii săi să șlefuiască procesul de 10 nm pentru a lansa rapid noi cipuri Cannonlake în producția cu adevărat în masă.

„În a doua jumătate a anului 2017, vom începe producția primelor procesoare de 10 nm, cu numele de cod Cannonlake.», – spuse domnul Krzanich. „Când vorbim despre a doua jumătate a anului 2017, vorbim de milioane de unități și volume mari.”

Intel: Ciclul tic-tac poate reveni

Intel spune că, deși timpul de utilizare a unui proces tehnologic pentru fabricarea microprocesoarelor s-a extins acum la doi ani și jumătate până la trei ani, compania va încerca să revină la modelul său „tic-tac”, al cărui ciclu este de aproximativ doi ani. ani. Este foarte posibil ca revenirea „tic-tacului” să necesite o tranziție la utilizarea fotolitografiei în ultraviolete profunde (litografie ultravioletă extremă, EUV). Dacă tehnologia de proces de 10 nm este utilizată timp de trei ani, atunci până în 2020 scanerele EUV ar putea deveni fezabile din punct de vedere economic pentru producerea de cipuri folosind tehnologia de proces de 7 nm.

Trebuie remarcat faptul că prelungirea ciclurilor tehnologice înseamnă și prelungirea ciclurilor microarhitecturale: acum o microarhitectură fundamentală va fi utilizată pentru trei generații de procesoare în decurs de trei ani. Cum plănuiește Intel să crească performanța în fiecare generație și cât de semnificativă va fi creșterea vitezei procesorului în fiecare an, doar timpul ne va spune.

Etapele procesului

Vafer de siliciu monocristalin cu cipuri finisate

Procesul tehnologic de producere a dispozitivelor semiconductoare și a circuitelor integrate (microprocesoare, module de memorie etc.) include următoarele operații.

Prelucrarea mecanică a plachetelor semiconductoare - se obțin plachete semiconductoare cu o geometrie strict specificată, orientarea cristalografică necesară (nu mai slabă de ±5%) și o clasă de curățenie a suprafeței. Aceste plachete servesc ulterior ca piese de prelucrat în producția de dispozitive sau ca substraturi pentru depunerea unui strat epitaxial.
Tratament chimic (precedează toate operațiile termice) - îndepărtarea stratului de semiconductor deteriorat mecanic și curățarea suprafeței plachetei. Metode de bază de prelucrare chimică: gravare lichidă și gazoasă, metode plasma-chimice. Pentru a obține un relief (profilarea suprafeței) pe o placă sub formă de proeminențe și depresiuni alternative de o anumită geometrie, pentru a grava ferestrele în acoperiri de mascare, pentru a dezvolta o imagine latentă într-un strat de fotorezist expus, pentru a elimina reziduurile polimerizate ale acestuia. , pentru a obține plăcuțe de contact și cablaj în stratul de metalizare, se folosesc tratament chimic (electrochimic).
Creșterea epitaxială a unui strat semiconductor este depunerea atomilor semiconductori pe un substrat, ducând la formarea unui strat pe acesta, a cărui structură cristalină este similară cu structura substratului. În acest caz, substratul îndeplinește adesea doar funcțiile unui purtător mecanic.
Obținerea unui strat de mascare - pentru a proteja stratul semiconductor de pătrunderea impurităților în timpul operațiunilor de dopaj ulterioare. Cel mai adesea se realizează prin oxidarea stratului epitaxial de siliciu într-un mediu cu oxigen la temperatură ridicată.
Fotolitografia – este produsă pentru a forma un relief într-o peliculă dielectrică.
Introducerea impurităților active electric în placă pentru a forma regiuni p și n separate este necesară pentru a crea tranziții electrice și zone izolatoare. Produși prin difuzie din surse solide, lichide sau gazoase, principalii difuzanți în siliciu sunt fosforul și borul.

Difuzie termică- mișcarea direcționată a particulelor unei substanțe în direcția scăderii concentrației lor: determinată de gradientul de concentrație. Este adesea folosit pentru a introduce impurități de dopaj în plăcile semiconductoare (sau straturi epitaxiale crescute pe acestea) pentru a obține tipul opus de conductivitate față de materialul sursă, sau elemente cu rezistență electrică mai mică. Dopajul ionic(utilizat la fabricarea dispozitivelor semiconductoare cu densitate mare de joncțiune, celule solare și structuri cu microunde) este determinată de energia cinetică inițială a ionilor din semiconductor și se realizează în două etape:

ionii sunt introduși în placheta semiconductoare într-o instalație de vid
recoacere la temperatura ridicata

Ca urmare, structura deteriorată a semiconductorului este restaurată, iar ionii de impurități ocupă nodurile rețelei cristaline.

Obținerea contactelor ohmice și crearea elementelor pasive pe plachetă - folosind prelucrarea fotolitografică în stratul de oxid care acoperă regiunile structurilor formate, peste regiuni de tip n + - sau p + - puternic dopate pre-create, care asigură rezistență de contact scăzută, deschise ferestre. Apoi, folosind metoda depunerii în vid, întreaga suprafață a plăcii este acoperită cu un strat de metal (metalizat), excesul de metal este îndepărtat, lăsându-l doar la zonele de contact și de cablare. Contactele astfel obtinute sunt tratate termic (operatie de ardere) pentru a imbunatati aderenta materialului de contact la suprafata si a reduce rezistenta de contact. În cazul pulverizării pe material a oxidului de aliaje speciale, se obțin elemente pasive cu peliculă subțire - rezistențe, condensatoare, inductori.
Adăugând straturi suplimentare de metal (în procesele moderne - aproximativ 10 straturi), un dielectric este plasat între straturi (ing. dielectric intermetal, IMD) cu găuri de trecere.
Pasivarea suprafeței plăcii. Înainte de a testa cristalele, este necesar să curățați suprafața lor exterioară de diferiți contaminanți. Este mai convenabil (din punct de vedere tehnologic) să curățați napolitanele imediat după scriere sau tăiere cu un disc, în timp ce acestea nu sunt încă separate în cristale. Acest lucru este, de asemenea, recomandabil, deoarece firimiturile de material semiconductor formate în timpul crestare sau crestare plachete pot cauza defecte la măcinarea lor în cristale cu formarea de zgârieturi în timpul metalizării. Cel mai adesea, plăcile sunt curățate în apă deionizată folosind unități de curățare hidromecanice (perie), apoi uscate într-o centrifugă, într-un dulap de încălzire la o temperatură de cel mult 60 ° C sau prin încălzire cu infraroșu. Pe napolitana curățată, defecte introduse prin operația de scriere și spargere a plachetei în cristale, precum și operațiuni efectuate anterior - fotolitografie, oxidare, pulverizare, măsurare (cipuri și microfisuri pe suprafața de lucru, zgârieturi și alte daune ale metalizării). , reziduuri de oxizi de pe plăcuțele de contact, diverși contaminanți reziduali) se determină sub formă de fotorezist, lac, vopsea de marcare etc.).
Testarea unei plăci netăiate. De obicei, acestea sunt teste cu capete de sondă în instalații automate de sortare a plachetelor. În momentul în care sondele ating structurile respinse, se măsoară parametrii electrici. Procesul marchează cristalele defecte și apoi le aruncă. Dimensiunile liniare ale cristalelor nu sunt de obicei controlate, deoarece precizia lor ridicată este asigurată de tratarea suprafeței mecanice și electrochimice (grosime) și marcarea ulterioară (lungime și lățime).
Separarea plăcilor în cristale - separă mecanic (prin tăiere) placa în cristale individuale.
Asamblarea cristalului și operațiunile ulterioare de montare a cristalului în carcasă și etanșare - atașarea cablurilor la cristal și ambalarea ulterioară în carcasă, urmată de etanșarea acestuia.
Măsurătorile și încercările electrice sunt efectuate cu scopul de a respinge produsele care au parametri care nu sunt conforme cu documentația tehnică. Uneori, microcircuitele sunt produse special cu o limită superioară „deschisă” a parametrilor, care permit ulterior funcționarea în moduri de încărcare mare neobișnuite pentru alte microcircuite (vezi, de exemplu, Calculatoare cu overclocking).
Control ieșire ( Engleză), ciclul tehnologic final de fabricație a dispozitivului este o sarcină foarte importantă și complexă (de exemplu, pentru a verifica toate combinațiile unui circuit format din 20 de elemente cu 75 (total) de intrări, atunci când se utilizează un dispozitiv care funcționează pe principiul controlului funcțional la o viteză de 10 4 verificări pe secundă, 10 19 ani!)
Etichetarea, aplicarea unui strat de protecție, ambalarea sunt operațiunile finale înainte de expedierea produsului finit către consumatorul final.

Pentru a îndeplini cerințele de igienă industrială electronică, sunt construite în special camere curate („camere curate”), în care oamenii pot fi doar îmbrăcați în haine speciale.

Tehnologia de producere a produselor semiconductoare cu dimensiuni submicronice se bazează pe o gamă extrem de largă de procese fizice și chimice complexe: producerea de pelicule subțiri prin pulverizare termică și ion-plasmă în vid, prelucrarea mecanică a plachetelor se realizează. conform clasei a 14-a de curățenie cu o abatere de la planeitate de cel mult 1 micron, ultrasunetele și radiațiile laser sunt utilizate pe scară largă, se utilizează recoacere în oxigen și hidrogen, temperaturile de funcționare la topirea metalelor ajung la mai mult de 1500 °C, în timp ce cuptoarele de difuzie menține temperatura cu o precizie de 0,5 °C, elementele chimice periculoase și compușii sunt utilizați pe scară largă (de exemplu, fosfor alb).

Toate acestea determină cerințe speciale pentru igiena industrială, așa-numita „igienă electronică”, deoarece în zona de lucru de prelucrare a plachetelor semiconductoare sau în timpul operațiunilor de asamblare a cristalelor nu trebuie să existe mai mult de cinci particule de praf care măsoară 0,5 microni în 1. litru de aer. Prin urmare, în camerele curate din fabricile care produc astfel de produse, toți lucrătorii sunt obligați să poarte salopete speciale. . În materialele promoționale ale Intel, era numită îmbrăcămintea de lucru pentru muncitori costum de iepuraș(„costumul de iepuraș”).

Tehnologii de proces peste 100 nm

3 µm

3 microni este o tehnologie de proces care se potrivește cu nivelul de tehnologie atins în 1979 de Intel. Corespunde rezoluției liniare a echipamentului de litografie, aproximativ egală cu 3 microni.

1,5 µm

1,5 microni este o tehnologie de proces care se potrivește cu nivelul de tehnologie atins de Intel în 1982. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie de aproximativ 1,5 µm.

0,8 µm

0,8 microni este o tehnologie de proces care se potrivește cu nivelul de tehnologie atins la sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990 de Intel și IBM.

Intel 80486 (1989)
MicroSPARC I (1992)
Primul Intel P5 Pentium la 60 și 66 MHz (1993)

0,6 µm

Procesul tehnic realizat de unitățile de producție ale Intel și IBM în 1994-1995.

CPU 80486DX4 (1994)
IBM/Motorola PowerPC 601, primul cip de arhitectură PowerPC
Intel Pentium la 75, 90 și 100 MHz
MCST-R100 (1998, 0,5 µm, 50 MHz)

0,35 µm

350 nm este o tehnologie de proces care se potrivește cu nivelul tehnologic atins în 1997 de companiile lider de cipuri precum Intel, IBM și TSMC. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie de aproximativ 0,35 µm.

MCST-R150 (2001, 150 MHz)

0,25 µm

250 nm este o tehnologie de proces care corespunde nivelului de tehnologie atins în 1998 de companiile de top producătoare de cipuri. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie de aproximativ 0,25 µm.

straturi metalice până la 6. număr minim de măști 22

0,18 µm

180 nm este o tehnologie de proces care corespunde nivelului de tehnologie atins în 1999 de companiile de top producătoare de cipuri. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie de aproximativ 0,180 µm.

straturi de metal până la 6-7. număr minim de măști 22-24

AMD Athlon XP (Palomino)
Intel Pentium III (Coppermine)

0,13 µm

130 nm este o tehnologie de proces care corespunde nivelului de tehnologie atins în 2000-2001 de companiile de top producătoare de cipuri. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie, aproximativ egală cu 130 nm.

Intel Celeron Tualatin-256 - octombrie 2001
Intel Pentium M Banias - martie 2003
Intel Pentium 4 Northwood - ianuarie 2002
Intel Celeron Northwood-128 - septembrie 2002
Intel Xeon Prestonia și Gallatin - februarie 2002
AMD Athlon XP pursânge, Thorton și Barton
AMD Athlon MP pur-sânge - august 2002
AMD Athlon XP-M pur-sânge, Barton și Dublin
AMD Duron Applebred - august 2003
AMD K7 Sempron Thoroughbred-B, Thorton și Barton - iulie 2004
AMD K8 Sempron Paris - iulie 2004
AMD Athlon 64 Clawhammer și Newcastle - septembrie 2003
AMD Opteron Sledgehammer - iunie 2003
MCST Elbrus 2000 (1891BM4Ya) - iulie 2008
MCST-R500S (1891VM3) - 2008, 500 MHz

Tehnologii de proces mai mici de 100 nm

Datele din acest articol sunt din 2011.

90 nm (0,09 µm)

90 nm este un proces tehnic corespunzător nivelului de tehnologie a semiconductoarelor care a fost atins până în -2003. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie, aproximativ egală cu 90 nm.

Intel Pentium 4 (Prescott)
MCST-4R (în apariție, 4 nuclee, 1 GHz)
AMD Turion 64 X2 (mobil)

65 nm (0,065 µm)

65 nm este o tehnologie de proces care corespunde nivelului de tehnologie atins până în 2004 de companiile de top producătoare de cipuri. Corespunde rezoluției liniare a echipamentului de litografie, aproximativ egală cu 65-70 nm.

Intel Pentium 4 (Cedar Mill) – 2006-01-16
Seria Intel Pentium D 900 – 16-01-2006
Intel Core – 2006-01-05
Intel Xeon – 2006-03-14

AMD Turion 64 X2 (mobil)
AMD Turion 64 X2 Ultra (mobil)

STI Cell – PlayStation 3 – 2007-11-17
Procesor Microsoft Xbox 360 „Falcon” – 2007–09
Procesor Microsoft Xbox 360 „Opus” – 2008
CPU Microsoft Xbox 360 „Jasper” – 2008–10
Microsoft Xbox 360 „Jasper” GPU – 2008–10
Sun UltraSPARC T2 – 2007–10
OMAP 3 – 2008-02

50 nm (0,050 µm)

50 nm este o tehnologie de proces care corespunde nivelului de tehnologie atins până în 2005 de companiile de top producătoare de cipuri. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie, aproximativ egală cu 50 nm.

45 nm (0,045 µm)

45 nm este un proces tehnic corespunzător nivelului de tehnologie atins până în -2007 de companiile de top producătoare de cipuri. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie, aproximativ egală cu 45 nm. A fost revoluționar pentru industria microelectronică, deoarece a fost primul proces tehnologic care a folosit tehnologia high-k/metal gate (HfSiON/TaN în tehnologia Intel) pentru a înlocui SiO 2 /poly-Si epuizat fizic.

AMD Phenom II X2, X3, X4, X6
XCGPU (APU de la GlobalFoundries, din 2010)

32 nm (0,032 µm)

32 nm este un proces tehnic care corespunde nivelului de tehnologie atins până în -2010 de companiile de top producătoare de cipuri. Corespunde cu rezoluția liniară a echipamentului de litografie, aproximativ egală cu 32 nm. În toamna lui 2009, Intel era în proces de tranziție la această nouă tehnologie de proces. De la începutul anului 2011, au început să fie produse procesoare care utilizează acest proces tehnic.

28 nm (0,028 µm)

Procesoare Snapdragon multi-core de la Qualcomm.

22 nm (0,022 µm)

22 nm - un proces tehnic corespunzător nivelului de tehnologie atins de - gg. companii de top producătoare de cipuri. Corespunde rezoluției liniare a echipamentului de litografie, aproximativ egală cu 22 nm. Caracteristicile de 22 nm sunt formate folosind litografie prin expunerea unei măști la lumină la o lungime de undă de 193 nm

Tehnologia procesului la nivel atomic

Oamenii de știință au găsit o modalitate de a crea un tranzistor funcțional, a cărui dimensiune corespunde doar unui atom. Cercetătorii de la Universitatea din South Wales din Australia au reușit să creeze și să controleze tehnologie bazată pe un atom de fosfor plasat cu grijă pe un cip semiconductor. Rezultatele vor duce la tehnologia proceselor la nivel atomic până în jurul anului 2020 și ar putea sta la baza viitoarelor calculatoare cuantice.

Vezi si

Planul internațional pentru dezvoltarea tehnologiei semiconductoarelor (ITRS) este un set de documente de planificare de la liderii mondiali din industria semiconductoarelor pentru planificarea producției internaționale, cercetarea și conformitatea tehnologiilor și proceselor tehnice din industrie.

Literatură

Gotra Z. Yu. Manual de tehnologie a dispozitivelor microelectronice. - Lvov: Kamenyar, 1986. - 287 p.
Ber A. Yu., Minsker F. E. Asamblarea dispozitivelor semiconductoare și a circuitelor integrate. - M: „Școala superioară”, 1986. - 279 p.

Legături

Tasit Murki. Legea lui Moore versus nanometri. Tot ce ai vrut să știi despre microelectronică, dar din anumite motive nu ai aflat... // ixbt.com

Note

Ca echipament de protecție individuală, se folosesc îmbrăcăminte de lucru din material metalizat (salopete, halate, șorțuri, jachete cu glugă și ochelari de protecție încorporați în ele)

- V. M. Gorodilin, V. V. Gorodilin§21. Radiațiile, efectele lor asupra mediului și măsuri de combatere a mediului. // Reglarea echipamentelor radio. - Ediția a patra, corectată și extinsă. - M.: Liceu, 1992. - P. 79. - ISBN 5-06-000881-9
Miniatura si curat
Muzeul Intel – De la nisip la circuite
Tehnologia Intel 32nm Logic
Procesoare Intel care folosesc tehnologia 32nm
Detalii noi despre viitoarea tehnologie Intel Logic 32nm

Proces tehnologic (industria litografiei electronice, proces tehnic,um, nm/nm; nod tehnologie, tehnologie de proces — ing. ) – set de standarde pentru fabricație semiconductor (P/P) microcircuite. În special, cea mai importantă caracteristică este dimensiunea elementelor semiconductoare, care constau din întrerupătoare și alte elemente.

Aceste elemente sunt măsurate în microni ( µm, micrometru) și nanometri ( nm, nm). Cum Mai puțin elemente de bază, subiecte mai bine caracteristicile acestora.

Avantajele unui proces tehnic mai „fin”:

· Mai puțină generare de căldură. Acest lucru se realizează prin reducerea dimensiunii șinelor, cablajului, porților și a curenților necesari pentru funcționarea normală. De asemenea, datorită curenților de scurgere mai mici.

· Mai multe tranzistoare, care poate fi „împachetat” în același spațiu mai compact și creează cipuri mai mici. În același timp, sunt mai avansate din punct de vedere tehnologic, cu un număr mai mare de elemente.

· Consum mai mic de energie. Cu cât elementele sunt mai mici, cu atât sunt mai mici curenții necesari pentru a le controla.

· Cost de producție mai mic. Cu cât cipurile sunt mai mici, cu atât mai multe cipuri pot fi plasate pe plăcile semiconductoare. Acest lucru crește numărul de produse finite la același cost.

Etapele producției de microcip:

1. La început crește cristal siliciuși formați-o într-o formă de tăiat în plăci rotunde.

3. Aceasta este urmată de depunerea epitaxială a unui strat uniform de substanță asemănătoare substratului la nivel atomic, care servește ca fundațieși nivelare, nivel general. Se aplică și strat de masca, care protejează stratul depus de atomi de siliciu de influențe în etapele următoare.

4. Urmatorul pas - fotolitografie. Sub influența radiațiilor speciale cu diferite lungime de undă, pe suprafața plăcii apar markeri chimici care vor reacționa cu substanțele active ulterioare.

5. Metoda si metoda chimica difuziune, sub influența substanțelor active ( fosfor,bor), sunt formate p—Și n — zone, micro-tranziţii şi caneluri, care vor deveni elemente viitoare.

6. Urmează prelucrarea fotolitografică în stratul de oxid al anumitor zone, care va da markere(zone aliate) pentru aplicare elemente metalice(cablare, contacte), prin metalizare în vid. Excesul de metal este îndepărtat, iar cel care este aplicat corect este termic sigur(lipit înăuntru). Prin urmare, elemente gata făcute microcip

7. Cerere, suma necesară niveluri dielectric şi metal urmată de fotolitografie și prelucrare (pot fi câte straturi doriți, totul depinde de înălțimea admisă). Deasupra stratului superior, aplicați mai multe straturi de metalși dielectric pentru protecție și disipare adecvată a căldurii.

8. Pasivizarea plăcilor, teste, felierea pe microcipuri, instalare pe carcasa procesorului și conexiunile pin, respingere.

Locul de productie, camere curate.

Pentru producerea de microcircuite, speciale " camere curate» cu filtre și mecanisme statice pentru a reține particulele mici de praf, păr, scame etc. Deoarece chiar și o bucată de praf care ajunge pe un microcip în timpul procesului de producție poate să-i perturbe activitatea, ca să nu mai vorbim de păr și puf.

Înainte de a intra, muncitorii se îmbracă costume speciale, ochelari și pălării și, de asemenea, suferă special proceduri de curățare.

În plus, toți angajații respiră prin filtre speciale pentru a elimina complet sursele de obiecte străine.

Cel mai mare capacități de producție litografică sunt disponibile de la cele mai mari companii contractante: și. Are o cotă mare pe piața globală de producție de microcipuri Intel, dar compania produce chipsuri doar pentru nevoile proprii. Poate că această abordare se va schimba în viitor. Intel oferă în continuare servicii contractuale companiilor prietenoase, dar în principal doar acționarilor.

Companie Intel, intenționează să fie primul care lansează producția de microcipuri folosind tranzistori tridimensionali ( 3G, FinFET).

Odată cu trecerea la un proces tehnic din ce în ce mai fin, producătorii trebuie să investească tot mai multe fonduri să dezvolte metode de implementare a unui nou proces tehnic. De asemenea, frunze mai mult timp pentru construirea de noi fabrici pentru producţie.

Prin urmare, mulți producătorii se unescîn grupuri și investesc în comun în dezvoltarea proceselor tehnologice și construirea de noi fabrici.

În reducerea costurilor, o tranziție la mai mult plăci mari 450 mm, dar acest lucru ar necesita construirea majorității fabricilor de la zero și producerea de echipamente complet noi, ceea ce este costisitor. Tranziția este planificată în 2012-13 an.

23.05.2018, miercuri, ora 15:10, ora Moscovei , Text: Vladimir Bakhur

TSMC a început producția în masă a noilor procesoare mobile Apple A12 cu standarde de 7 nm. Noile cipuri pentru smartphone-urile Apple, care vor apărea la sfârșitul anului 2018, vor fi mai eficiente din punct de vedere energetic în comparație cu procesoarele A11 din iPhone-urile actuale.

Înregistrați nanometri

Compania taiwaneză Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC), cel mai mare producător contractual de semiconductori din lume și partener permanent OEM al Apple, a început producția în masă a următoarei generații de procesoare mobile pentru smartphone-uri iPhone, a cărei anunț este așteptat în a doua jumătate a anului 2018. Acest lucru a fost raportat. de portalul de afaceri Bloomberg, citând propriile surse industriale.a insistat pe anonimat.

O caracteristică a noilor procesoare mobile de la Apple, care vor primi cel mai probabil numele de piață A12, este utilizarea celui mai recent proces tehnologic de 7 nm în producția lor.

Tranziția la noi standarde de proces tehnologice va asigura în mod tradițional producția de cipuri mai compacte, mai rapide (până la 20%) și mai eficiente din punct de vedere energetic (până la 40%) decât generația actuală de procesoare Apple A11 (Bionic) pentru iPhone 8 și iPhone Telefoane inteligente X, a căror producție utilizează procesul tehnologic TFTC FinFET și linii cu standarde de 10 nm.

Reprezentanții oficiali ai Apple și TSMC au refuzat în mod tradițional să comenteze produsele care nu au fost prezentate oficial, a raportat Bloomberg.

Depășirea rivalilor cu 3 nanometri

Pentru prima dată, TSMC a anunțat pregătirea totală pentru a începe producția în masă de microcircuite folosind standarde de 7 nm încă din aprilie. Cu toate acestea, compania a refuzat în mod tradițional să numească partenerul care a putut fi primul care a plasat o comandă pentru procesoare cu un proces tehnologic record.

Apple va fi primul care va primi procesoare de 7 nm de la TSMC pentru iPhone-uri noi

Apple va fi cu siguranță unul dintre primele mărci care va oferi consumatorilor smartphone-uri folosind cel mai precis proces tehnic, notează Bloomberg, dar nu este singurul. Cel mai mare rival al Apple pe piața gadgeturilor mobile, sud-coreeanul Samsung Electronics, a făcut o declarație oficială pe 22 mai 2018 că va începe să producă propriile procesoare mobile de 7 nm până la sfârșitul anului 2018.

Potrivit experților, notează Bloomberg, procesul FinFET și tehnologia multistrat InFO utilizată de TSMC în producția de cipuri cu standarde de 7 nm este mai eficientă decât tehnologia Samsung.

La rândul său, spre deosebire de modelul de afaceri „făbless” al Apple, Samsung produce independent cipuri pentru unele dintre gadget-urile sale (plus achiziționarea de cipuri Snapdragon de la Qualcomm), ceea ce îi permite să configureze și să utilizeze liniile de producție mai flexibil. În plus, compania coreeană este, de asemenea, un jucător important OEM pe piața globală de producție de semiconductori.

Apple încearcă din răsputeri să treacă înaintea celui mai mare concurent al său de pe piața de cipuri mobile, Qualcomm, care funcționează și pe un model fără fabule, notează Bloomberg.

Un alt jucător notabil pe această piață, potrivit Bloomberg, este Huawei Technologies, care dezvoltă în mod independent designul propriei familii de procesoare mobile Huawei și plasează comenzi pentru producția acestora de la TSMC.

Perspective pentru a doua jumătate a anului

Conform datelor preliminare, Apple intenționează să introducă cel puțin trei modele noi de iPhone în această toamnă, inclusiv o versiune mai mare a iPhone X și o versiune mai puțin costisitoare a iPhone X cu un afișaj LCD mai ieftin.

Potrivit surselor Bloomberg, noile cipuri Apple A12 vor fi utilizate în toate modelele de smartphone-uri Apple din 2018 fără excepție, inclusiv iPhone-ul de 6,1 inci cu ecran LCD „buget”.

La rândul său, TSMC, în urma cererii pentru produsele sale, intenționează să investească mai mult de 10 miliarde USD până la sfârșitul anului 2018 în extinderea propriului complex de producție lider în vecinătatea orașului Hsinchu, care include, printre altele, un Centru de cercetare și dezvoltare pentru dezvoltarea tehnologiilor de producție de nouă generație.