El término encogimiento de troquel (a veces encogimiento óptico o encogimiento de proceso ) se refiere al escalado de dispositivos semiconductores de óxido de metal (MOS). El acto de encoger un dado es crear un circuito algo idéntico utilizando un proceso de fabricación más avanzado , que generalmente implica un avance de nodos litográficos . Esto reduce los costos generales para una empresa de chips, ya que la ausencia de cambios arquitectónicos importantes en el procesador reduce los costos de investigación y desarrollo, mientras que al mismo tiempo permite que se fabriquen más matrices de procesador en la misma pieza de oblea de silicio , lo que resulta en un menor costo por unidad. producto vendido.
Detalles
Los encogimientos de troqueles son la clave para mejorar el precio / rendimiento en empresas de semiconductores como Samsung , Intel , TSMC y SK Hynix , y fabricantes sin fábrica como AMD (incluida la antigua ATI ), NVIDIA y MediaTek .
Ejemplos en la década de 2000 incluyen la reducción de escala de la PlayStation 2 's Emotion Engine procesador de Sony y Toshiba (de 180 nm CMOS en 2000 a 90 nm CMOS en 2003), [1] los nombre en código Cedar Mill Pentium 4 procesadores (desde 90 CMOS nm a 65 nm CMOS) y procesadores Penryn Core 2 (de 65 nm CMOS a 45 nm CMOS), los procesadores Brisbane Athlon 64 X2 con nombre en código (de 90 nm SOI a 65 nm SOI ), varias generaciones de GPU de ATI y NVIDIA, y varias generaciones de RAM y chips de memoria flash de Samsung, Toshiba y SK Hynix. En enero de 2010, Intel lanzó Clarkdale Core i5 y Core i7 procesadores fabrica con un 32 nm proceso, por debajo de una anterior 45 nm proceso utilizado en iteraciones anteriores de la Nehalem procesador microarquitectura . Intel, en particular, se centró anteriormente en aprovechar los encogimientos de troqueles para mejorar el rendimiento del producto a una cadencia regular a través de su modelo Tick-Tock . En este modelo de negocio , a cada nueva microarquitectura (tock) le sigue un encogimiento de troquel (tick) para mejorar el rendimiento con la misma microarquitectura. [2]
Los encogimientos de troqueles son beneficiosos para los usuarios finales, ya que al encoger un troquel se reduce la corriente utilizada por cada transistor que se enciende o apaga en los dispositivos semiconductores mientras se mantiene la misma frecuencia de reloj de un chip, lo que genera un producto con menos consumo de energía (y por lo tanto menos producción de calor) , mayor margen de frecuencia de reloj y precios más bajos. [2] Dado que el costo de fabricar una oblea de silicio de 200 mm o 300 mm es proporcional a la cantidad de pasos de fabricación, y no proporcional a la cantidad de chips en la oblea, los encogimientos de troqueles acumulan más chips en cada oblea, lo que resulta en Reducción de los costes de fabricación por chip.
Medio encogible
En las fabricaciones de CPU, un encogimiento de troquel siempre implica un avance a un nodo litográfico definido por ITRS (ver lista). Para la fabricación de GPU y SoC , la contracción de la matriz a menudo implica la reducción de la matriz en un nodo no definido por el ITRS, por ejemplo, los nodos de 150 nm, 110 nm, 80 nm, 55 nm, 40 nm y más actualmente de 8 nm, a veces denominados como "medios nodos". Se trata de una solución provisional entre dos nodos litográficos definidos por ITRS (por lo que se denomina "reducción de medio nodo") antes de que se produzca una reducción adicional a los nodos definidos por ITRS inferiores, lo que ayuda a ahorrar más costes de I + D. La elección de realizar encogimientos de matrices a nodos completos o medios nodos recae en la fundición y no en el diseñador de circuitos integrados.
Nodo principal de ITRS | Medio nodo provisional |
---|---|
250 nm | 220 nanómetro |
180 nm | 150 nm |
130 nm | 110 nm |
90 nm | 80 nm |
65 nanómetro | 55 nm |
45 millas náuticas | 40 nm |
32 millas náuticas | 28 millas náuticas |
22 millas náuticas | 20 millas náuticas |
14 millas náuticas | 12 millas náuticas [3] |
10 nm | 8 nm |
7 millas náuticas | 6 nm |
5 millas náuticas | 4 nm |
3 nm | N / A |
Ver también
- Circuito integrado
- Fabricación de dispositivos semiconductores
- Fotolitografía
- Ley de moore
- Recuento de transistores
Referencias
- ^ "EMOTION ENGINE® Y SINTETIZADOR GRÁFICO UTILIZADOS EN EL NÚCLEO DE PLAYSTATION® SE CONVIERTE EN UN CHIP" (PDF) . Sony . 21 de abril de 2003 . Consultado el 26 de junio de 2019 .
- ^ a b "El 'tic-tac' de Intel aparentemente muerto, se convierte en 'optimización de la arquitectura de procesos ' " . Anandtech . Consultado el 23 de marzo de 2016 .
- ^ "Taiwan Semiconductor Mfg. Co. Ltd. confirma los planes de tecnología de chips de" 12nm " . El loco de Motley . Consultado el 18 de enero de 2017 .
enlaces externos
- ASIC de celda estándar de 0,11 µm
- EETimes: ON Semi ofrece una plataforma ASIC de 110 nm
- Características del proceso Renesas 55 nm
- RDA, SMIC hacen IC de señal mixta de 55 nm
- Globalfoundries 40nm
- UMC 45 / 40nm
- Las puntas SiliconBlue FPGA se mueven a 40 nm
- Globalfoundries 28nm, tecnologías de vanguardia
- TSMC reitera la disponibilidad de 28 nm para el cuarto trimestre de 2011
- El diseño comienza triple para TSMC a 28 nm