32-нм процесс
| Полупроводник устройство изготовление |
|---|
 |
| Масштабирование МОП-транзисторов ( узлы процесса ) |
|
Будущее
|
Узел «32 нм» — это шаг, следующий за процессом «45 нм» в CMOS ( MOSFET ) производстве полупроводниковых устройств . «32- нанометр » относится к среднему полушагу (т. е. половине расстояния между идентичными элементами) ячейки памяти на этом технологическом уровне.
В 2009 году Toshiba произвела коммерческие емкостью 32 ГиБ чипы флэш-памяти NAND по техпроцессу «32 нм». [1] В начале 2010-х годов Intel и AMD производили коммерческие микрочипы по техпроцессу «32 нм». IBM и Common Platform также разработали процесс «32 нм» с металлическими затворами с высоким κ . [2] Intel начала продавать свои первые 32-нм процессоры с архитектурой Westmere 7 января 2010 года.
По крайней мере, с 1997 года «узлы процесса» получили названия исключительно из маркетинговых соображений и не имеют никакого отношения к размерам интегральной схемы; [3] ни длина затвора, ни шаг металла, ни шаг затвора на «32-нм» устройстве не составляют тридцать два нанометра. [4] [5] [6] [7]
Узел «28 нм» промежуточного полуузла представляет собой усадку кристалла на основе процесса «32 нм».
В 2012 году процесс «32 нм» был заменен коммерческой технологией «22 нм» . [8] [9]
Демонстрации технологий
[ редактировать ]Прототипы, использующие технологию «32 нм», впервые появились в середине 2000-х годов. В 2004 году IBM продемонстрировала технологию толщиной 0,143 мкм. 2 Ячейка SRAM с шагом полизатвора 135 нм, изготовленная методами электронно-лучевой литографии и фотолитографии на одном слое. Было замечено, что чувствительность ячейки к флуктуациям входного напряжения значительно ухудшается в таком небольшом масштабе. [10] В октябре 2006 года Межуниверситетский центр микроэлектроники (IMEC) продемонстрировал возможность создания флэш-паттернов с длиной волны 32 нм на основе двойного нанесения рисунка и иммерсионной литографии . [11] Необходимость внедрения инструментов двойного структурирования и гипер-NA для уменьшения площади ячеек памяти компенсирует некоторые ценовые преимущества перехода на этот узел с узла 45 нм. [12] TSMC аналогичным образом использовала двойное нанесение рисунка в сочетании с иммерсионной литографией для создания узла «32 нм» размером 0,183 мкм. 2 шеститранзисторная ячейка SRAM в 2005 году. [13]
Корпорация Intel представила публике свои первые тестовые чипы «32 нм» 18 сентября 2007 года на форуме разработчиков Intel. Тестовые чипы имели размер ячеек 0,182 мкм. 2 и металлический затвор второго поколения , использовал диэлектрик затвора с высоким κ и содержал почти два миллиарда транзисторов. Иммерсионная литография с длиной волны 193 нм использовалась для критических слоев, а сухая литография с длиной волны 193 или 248 нм использовалась для менее критических слоев. Критический шаг составил 112,5 нм. [14]
В январе 2011 года компания Samsung завершила разработку первого в отрасли модуля DDR4 SDRAM с использованием техпроцесса размером от 30 до 39 нм. Сообщается, что модуль может достичь скорости передачи данных 2,133 Гбит/с при напряжении 1,2 В по сравнению с 1,35 В и 1,5 В DDR3 DRAM при эквивалентном техпроцессе «класса 30 нм» со скоростью до 1,6 Гбит/с. В модуле использовалась технология псевдооткрытого стока (POD), специально адаптированная для того, чтобы DDR4 SDRAM потребляла лишь половину тока DDR3 при чтении и записи данных. [15]
Процессоры по технологии «32 нм»
[ редактировать ]Процессоры Intel Core i3 и i5, выпущенные в январе 2010 года, были одними из первых процессоров массового производства, в которых использовалась технология «32 нм». [16] Процессоры Intel Core второго поколения под кодовым названием Sandy Bridge также использовали производственный процесс «32 нм». Шестиядерный процессор Intel под кодовым названием Gulftown , построенный на архитектуре Westmere , был выпущен 16 марта 2010 года под названием Core i7 980x Extreme Edition по розничной цене примерно 1000 долларов США. [17] Младший 6-ядерный процессор Intel i7-970 был выпущен в конце июля 2010 года по цене примерно 900 долларов США. Технология Intel «32 нм» обеспечивает плотность транзисторов 7,11 миллиона транзисторов на квадратный миллиметр (MTr/мм2). [18]
AMD также выпустила процессоры SOI «32 нм» в начале 2010-х годов. Процессоры AMD серии FX под кодовым названием Zambezi, основанные на архитектуре AMD Bulldozer , были выпущены в октябре 2011 года. В этой технологии использовался процесс SOI «32 нм», два ядра ЦП на модуль и до четырех модулей, начиная с четырехъядерного. восьмиядерная конструкция стоит примерно от 130 долларов США до 280 долларов США.
В сентябре 2011 года компания Ambarella Inc. объявила о доступности системы-на-кристалле A7L на базе «32 нм» для цифровых фотокамер, обеспечивающей 1080p60 . возможности видео высокой четкости [19]
Узел-преемник
[ редактировать ]28 нм и 22 нм
[ редактировать ]Преемником технологии «32 нм» стал узел «22 нм», согласно Международной технологической дорожной карте для полупроводников . Intel начала массовое производство полупроводников «22 нм» в конце 2011 года. [20] и объявила о выпуске своих первых коммерческих устройств «22 нм» в апреле 2012 года. [8] [21] TSMC обошла «32 нм», перескочив с «40 нм» в 2008 году на «28 нм» в 2011 году. [22]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Toshiba добивается значительных успехов в области флэш-памяти NAND с технологией 3 бита на ячейку, изготовленной по 32-нм технологии, и с технологией 4 бита на ячейку, изготовленной по 43-нм технологии» . Тошиба . 11 февраля 2009 года . Проверено 21 июня 2019 г.
- ^ Intel (архитектура и кремний). Масштабирование диэлектрика затвора для КМОП: от SiO 2 /PolySi до High-K/Metal-Gate . Белая книга. Intel.com. Проверено 18 июня 2013 г.
- ^ «Больше никаких нанометров – EEJournal» . 23 июля 2020 г.
- ^ Шукла, Приянк. «Краткая история эволюции узла процесса» . design-reuse.com . Проверено 9 июля 2019 г.
- ^ Грушка, Джоэл. «14 нм, 7 нм, 5 нм: насколько низко может опускаться CMOS? Это зависит от того, спросите ли вы инженеров или экономистов…» ExtremeTech .
- ^ «Эксклюзив: действительно ли Intel начинает терять свое технологическое лидерство? Выпуск 7-нм узла намечен на 2022 год» . wccftech.com . 10 сентября 2016 г.
- ^ «Жизнь на 10 нм. (Или это 7 нм?) и 3 нм — взгляды на передовые кремниевые платформы» . eejournal.com . 12 марта 2018 г.
- ^ Jump up to: а б «Отчет: Intel планирует выпуск 22-нм Ivy Bridge на апрель 2012 г.» . Tom'sHardware.com. 26 ноября 2011 г. Проверено 5 декабря 2011 г.
- ^ «Запуск чипов Intel Ivy Bridge с использованием« 3D-транзисторов »» . Би-би-си. 23 апреля 2012 г. Проверено 18 июня 2013 г.
- ^ Д. М. Фрид и др., IEDM 2004.
- ^ «IMEC демонстрирует возможность иммерсионной литографии с двойным рисунком для узла 32 нм» . PhysOrg.com. 18 октября 2006 г. Проверено 17 декабря 2011 г.
- ^ Марк ЛаПедус (23 февраля 2007 г.). «IBM видит погружение в 22 нм и вытесняет EUV» . ЭЭ Таймс . Проверено 11 ноября 2011 г.
- ^ ХИ. Chen et al., Symp. по технологии СБИС. 2005.
- ^ FT Чен (2002). Учеб. ШПИОН . Том. 4889, нет. 1313.
- ^ Питер Кларк (4 января 2011 г.). «Samsung испытывает модуль DRAM DDR4» . ЭЭ Таймс . Проверено 11 ноября 2011 г.
- ^ «Intel дебютирует 32-нм процессоры Westmere для настольных ПК». Архивировано 17 марта 2010 г. в Wayback Machine . Информационная неделя . 7 января 2010 г. Проверено 17 декабря 2011 г.
- ^ Сал Канжелосо (4 февраля 2010 г.). «Скоро появятся 6-ядерные 32-нм процессоры Intel» . Geek.com. Архивировано из оригинала 30 марта 2012 года . Проверено 11 ноября 2011 г.
- ^ «Глубокий обзор 10-нм процессора Intel Cannon Lake и Core i3-8121U» .
- ^ «Ambarella A7L обеспечивает новое поколение цифровых фотоаппаратов с плавным видео 1080p60» . Амбарелла.com. 26 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 10 ноября 2011 г. . Проверено 11 ноября 2011 г.
- ^ «Генеральный директор Intel обсуждает результаты третьего квартала 2011 года — стенограмма отчета о прибылях» . В поисках Альфа. 18 октября 2011 г. Проверено 14 февраля 2013 г.
- ^ «Intel превзошла прогнозы аналитиков на первый квартал» . Би-би-си. 17 апреля 2012 г. Проверено 18 июня 2013 г.
- ^ «Технология 28 нм» . ТСМС . Проверено 30 июня 2019 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Стин, С.; и др. (2006). «Гибридная литография: сочетание оптической и электронно-лучевой литографии. Метод изучения интеграции процессов и производительности устройств для узлов усовершенствованных устройств». Микроэлектр. англ . 83 (4–9): 754–761. дои : 10.1016/j.mee.2006.01.181 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Производители микросхем готовятся к преодолению производственных препятствий
- Sony, IBM и Toshiba объединяются в исследованиях полупроводников
- IBM и AMD сотрудничают в исследованиях полупроводников. Архивировано 16 июля 2006 г. в Wayback Machine.
- Слэшдот обсуждение
- Процесс Intel 32 нм
- Технология самовыравнивающегося двойного рисунка Samsung [ постоянная мертвая ссылка ]
| Предшественник 45 нм | МОП-транзисторов Процессы производства ( КМОП ) | Преемник 22 нм |