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| Fabricación de dispositivos semiconductores |
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| Escalado MOSFET ( nodos de proceso ) |
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Según la Hoja de ruta de tecnología internacional para semiconductores , el nodo de tecnología MOSFET de 45 nm debe hacer referencia al medio tono medio de una celda de memoria fabricada alrededor del período de tiempo 2007-2008.
Matsushita e Intel comenzaron a producir chips de 45 nm en masa a fines de 2007, y AMD comenzó la producción de chips de 45 nm a fines de 2008, mientras que IBM , Infineon , Samsung y Chartered Semiconductor ya completaron una plataforma de proceso común de 45 nm. A finales de 2008, SMIC fue la primera empresa de semiconductores con sede en China en pasar a 45 nm, habiendo obtenido la licencia del proceso de 45 nm a granel de IBM. En 2008, TSMC pasó a un proceso de 40 nm.
Muchos tamaños de características críticas son más pequeños que la longitud de onda de la luz utilizada para la litografía (es decir, 193 nm y 248 nm). Se utilizan una variedad de técnicas, como lentes más grandes, para crear características de sub-longitud de onda. También se ha introducido el patrón doble para ayudar a reducir las distancias entre las características, especialmente si se utiliza la litografía en seco. Se espera que se modelen más capas con una longitud de onda de 193 nm en el nodo de 45 nm. Se espera que continúe moviendo capas previamente sueltas (como Metal 4 y Metal 5) de 248 nm a 193 nm de longitud de onda, lo que probablemente aumentará aún más los costos, debido a las dificultades con las fotorresistentes de 193 nm .
Dieléctrico de alto κ [ editar ]
Los fabricantes de chips han expresado inicialmente su preocupación por la introducción de nuevos materiales con alto contenido de kappa en la pila de compuertas, con el propósito de reducir la densidad de corriente de fuga . Sin embargo, a partir de 2007, tanto IBM como Intel han anunciado que tienen soluciones de compuerta metálica y dieléctricas de alto κ, lo que Intel considera un cambio fundamental en el diseño de transistores . [1] NEC también ha puesto en producción materiales con alto contenido de kappa.
Demos de tecnología [ editar ]
- En 2004, TSMC demostró una celda SRAM de 45 nm de 0,296 micrómetros cuadrados . En 2008, TSMC pasó a un proceso de 40 nm. [2]
- En enero de 2006, Intel demostró una celda SRAM de nodo de 45 nm de 0,346 micrómetros cuadrados .
- En abril de 2006, AMD demostró una celda SRAM de 45 nm de 0,370 micrómetros cuadrados.
- En junio de 2006, Texas Instruments presentó una celda SRAM de 45 nm de 0,24 micrómetros cuadrados, con la ayuda de la litografía por inmersión .
- En noviembre de 2006, UMC anunció que había desarrollado un chip SRAM de 45 nm con un tamaño de celda de menos de 0,25 micrómetros cuadrados utilizando litografía de inmersión y dieléctricos de bajo κ .
- En 2006, Samsung desarrolló un proceso de 40 nm. [3]
Los sucesores de la tecnología de 45 nm son las tecnologías de 32 nm , 22 nm y luego de 14 nm .
Introducción comercial [ editar ]
Matsushita Electric Industrial Co.inició la producción en masa de circuitos integrados de sistema en un chip (SoC) para equipos de consumo digitales basados en tecnología de proceso de 45 nm en junio de 2007.
Intel envió su primer procesador de 45 nm, la serie Xeon 5400, en noviembre de 2007.
Muchos detalles sobre Penryn aparecieron en el Foro de desarrolladores de Intel de abril de 2007 . Su sucesor se llama Nehalem . Los avances importantes [4] incluyen la adición de nuevas instrucciones (incluido SSE4 , también conocido como Penryn New Instructions) y nuevos materiales de fabricación (más significativamente un dieléctrico a base de hafnio ).
AMD lanzó sus procesadores Sempron II , Athlon II , Turion II y Phenom II (en orden generalmente creciente de rendimiento), así como procesadores Shanghai Opteron que utilizan tecnología de proceso de 45 nm a finales de 2008.
La Xbox 360 S , lanzada en 2010, tiene un procesador Xenon fabricado en un proceso de 45 nm. [5]
El modelo PlayStation 3 Slim introdujo Cell Broadband Engine en un proceso de 45 nm. [6]
Ejemplo: proceso de 45 nm de Intel [ editar ]
En IEDM 2007, se revelaron más detalles técnicos del proceso de 45 nm de Intel. [7]
Dado que aquí no se utiliza la litografía por inmersión, el patrón litográfico es más difícil. Por lo tanto, se utiliza explícitamente un método de doble patrón de corte de línea para este proceso de 45 nm. Además, se introduce por primera vez el uso de dieléctricos dieléctricos de alto κ para abordar los problemas de fugas en la puerta. Para el nodo de 32 nm , Intel comenzará a utilizar la litografía de inmersión .
- Paso de puerta de 160 nm (73% de la generación de 65 nm)
- Paso de aislamiento de 200 nm (91% de la generación de 65 nm) que indica una disminución de la escala de la distancia de aislamiento entre transistores
- Uso extensivo de puertas falsas y metálicas de cobre [8]
- Longitud de la puerta de 35 nm (igual que la generación de 65 nm)
- Espesor de óxido equivalente a 1 nm, con capa de transición de 0,7 nm
- Proceso de la última puerta utilizando polisilicio falso y puerta de metal damasquinado
- Cuadrado de los extremos de la puerta con un segundo revestimiento fotorresistente [9]
- Se interconectan 9 capas de óxido dopado con carbono y Cu , siendo la última una capa gruesa de "redistribución"
- Contactos con forma de rectángulos más que de círculos para interconexiones locales
- Embalaje sin plomo
- Corriente de accionamiento nFET de 1,36 mA / μm
- 1.07 mA / μm pFET de corriente de excitación, 51% más rápido que la generación de 65 nm, con mayor movilidad del agujero debido al aumento del 23% al 30% de Ge en los estresores SiGe integrados
En una reciente ingeniería inversa de Chipworks, [10] se reveló que los contactos de la zanja se formaron como una capa de "Metal-0" en tungsteno que sirve como una interconexión local. La mayoría de los contactos de trinchera eran líneas cortas orientadas paralelas a las puertas que cubrían la difusión, mientras que los contactos de las puertas eran líneas aún más cortas orientadas perpendiculares a las puertas.
Recientemente se reveló [11] que tanto los microprocesadores Nehalem como Atom usaban celdas SRAM que contenían ocho transistores en lugar de los seis convencionales, con el fin de adaptarse mejor a la escala de voltaje. Esto resultó en una penalización de área de más del 30%.
Procesadores que utilizan tecnología de 45 nm [ editar ]
- Matsushita lanzó el Uniphier de 45 nm en 2007. [12]
- Los procesadores Wolfdale , Wolfdale-3M , Yorkfield , Yorkfield XE y Penryn Intel se venden bajo la marca Core 2 .
- Procesadores Intel Core i3, i5 e i7 de primera generación , como Clarksfield , Bloomfield y Lynnfield .
- Diamondville , Pineview son núcleos Intel con Hyper-Threading vendidos bajo la marca Intel Atom .
- Procesadores AMD Thuban ( Phenom II ), Callisto, Heka, Propus, Deneb, Zosma ( Phenom II ) y Shanghai ( Opteron ) de cuatro núcleos, procesadores de doble núcleo Regor ( Athlon II ) [1] , doble núcleo móvil Caspian ( Turion II ) procesadores.
- El procesador Xenon del modelo Xbox 360 S.
- Sony / Toshiba Cell Broadband Engine en el modelo PlayStation 3 Slim - Septiembre de 2009.
- Samsung S5PC110, también conocido como Hummingbird .
- Texas Instruments OMAP series 3 y 4.
- IBM POWER7 y z196
- Serie Fujitsu SPARC64 VIIIfx
- La CPU IBM Wii U " Espresso ".
Referencias [ editar ]
- ^ "IEEE Spectrum: la solución High-k" . Archivado desde el original el 26 de octubre de 2007 . Consultado el 25 de octubre de 2007 .
- ^ "Tecnología de 40 nm" . TSMC . Consultado el 30 de junio de 2019 .
- ^ "Historia" . Samsung Electronics . Samsung . Consultado el 19 de junio de 2019 .
- ^ "Informe sobre las mejoras de la serie Penryn" (PDF) . Intel. Octubre de 2006.
- ^ "La nueva Xbox 360 se vuelve oficial a $ 299, se envía hoy, se ve angulosa y ominosa (¡video práctico!)" . AOL Engadget . 14 de junio de 2010. Archivado desde el original el 17 de junio de 2010 . Consultado el 11 de julio de 2010 ..
- ^ "Sony responde a nuestras preguntas sobre la nueva PlayStation 3" . Ars Technica . 18 de agosto de 2009 . Consultado el 19 de agosto de 2009 ..
- ^ Mistry, K .; Allen, C .; Auth, C .; Beattie, B .; Bergstrom, D .; Bost, M .; Brasero, M .; Buehler, M .; Cappellani, A .; Chau, R .; Choi, C.-H .; Ding, G .; Fischer, K .; Ghani, T .; Grover, R .; Han, W .; Hanken, D .; Hattendorf, M .; Él, J .; Hicks, J .; Huessner, R .; Ingerly, D .; Jain, P .; James, R .; Jong, L .; Joshi, S .; Kenyon, C .; Kuhn, K .; Puerro.; Liu, H .; Maiz, J .; Mclntyre, B .; Moon, P .; Neirynck, J .; Pae, S .; Parker, C .; Parsons, D .; Prasad, C .; Tubos, L .; Prince, M .; Ranade, P .; Reynolds, T .; Sandford, J .; Shifren, L .; Sebastian, J .; Seiple, J .; Simon, D .; Sivakumar, S .; Smith, P .; Thomas, C .; Troeger, T .; Vandervoorn, P .; Williams, S. y Zawadzki, K. (diciembre de 2007). "Una tecnología lógica de 45 nm con transistores de puerta de metal High-k +, silicio deformado, capas de interconexión de 9 Cu, patrones secos de 193 nm y embalaje 100% libre de Pb".Reunión internacional de dispositivos electrónicos IEEE 2007 : 247–250. doi : 10.1109 / IEDM.2007.4418914 . ISBN 978-1-4244-1507-6. S2CID 12392861 .
- ^ Intel empuja los límites de la litografía, parte II
- ^ "Proceso Intel 45 nm en IEDM" . Archivado desde el original el 2 de diciembre de 2008 . Consultado el 2 de septiembre de 2008 .
- ^ "análisis" . Archivado desde el original el 2 de diciembre de 2008 . Consultado el 15 de marzo de 2008 .
- ^ 8T SRAM utilizado para Nehalem y Atom
- ^ "Panasonic comienza a vender un sistema UniPhier LSI de nueva generación" . Panasonic . 10 de octubre de 2007 . Consultado el 2 de julio de 2019 .
Enlaces externos [ editar ]
- Panasonic comienza la producción en masa de SoC de generación de 45 nm
- El proceso Intel de 45 nm está listo para comenzar
- ¿Intel se mueve a 45 nm antes de lo esperado?
- Los fabricantes de chips se preparan para los obstáculos de fabricación
- Célula SRAM de nodo Intel de 45 nm
- Una actualización de AMD
- Discusión de Slashdot sobre la denominación de procesos n nm
- Tecnología de 45 nm de Intel
- Proceso Intel de 45 nm en IEDM
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