英特爾半導(dǎo)體工藝取得重大突破,驗(yàn)證摩爾定律下一個(gè)十年繼續(xù)生效
摩爾定律創(chuàng)始人Gordon Moore更是指出:“采用高-k柵介質(zhì)和金屬柵極材料,是自上世紀(jì)60年代晚期推出MOS晶體管以來(lái),晶體管技術(shù)領(lǐng)域里最重大的突破?!壁w軍解釋道:“隨著越來(lái)越多的晶體管被集成到一個(gè)硅晶片上,業(yè)界一直在研究電流泄露問(wèn)題的解決方案,晶體管是處理數(shù)字世界0、1組合的微型開關(guān)。柵用來(lái)打開或閉合晶體管,而柵介質(zhì)是用來(lái)將柵從電流通道隔離出來(lái)的絕緣體底層。金屬柵極和高-k柵介質(zhì)的組合使晶體管漏電量非常低,性能大為提升?!?BR>
按照摩爾定律,英特爾將于2009年推出32納米處理器,而在2011年推出22納米的處理器。雖然已受到眾多的猜疑,但英特爾仍扛著摩稱定律的大旗一路前行。“我們?cè)?5納米工藝上至少領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一年的時(shí)間。”趙軍稱。據(jù)悉英特爾俄勒岡的D1D和亞利桑那的Fab32兩個(gè)300mm晶園廠將于07年下半年開始生產(chǎn)45納米處理器,而另一個(gè)300mm晶園廠以色列的Fab28廠將于2008年上半年開始45納米處理器的量產(chǎn)。
雖然英特爾一路領(lǐng)先,其它公司跟在后面已開始明顯吃力,但他們?nèi)詻](méi)有放棄。與英特爾對(duì)立的另一陣營(yíng)包括IBM、AMD、索尼以及東芝也在07年1月底宣布他們已取得高-k柵介質(zhì)和金屬柵極材料的巨大進(jìn)步,且稱采用這些技術(shù)的45納米產(chǎn)品將會(huì)于2008年推出;還有前面談到的ST、飛思卡爾和NXP組成的Crolles 2聯(lián)盟原計(jì)劃也是將于07年底推出45納米的處理器,但是現(xiàn)在NXP的退出不知是否使其原計(jì)劃如期完成。此外,正在進(jìn)行45納米工藝研發(fā)的還有TI與臺(tái)積電組成的陣營(yíng)。“TI與臺(tái)積電組成的陣營(yíng)與我們的研發(fā)方向不一樣,他們主要是針對(duì)通用器件的45納米工藝開發(fā),我們主要針對(duì)CPU?!壁w軍解釋。
45納米帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)
在英特爾45納米工藝技術(shù)中,高-k柵介質(zhì)與金屬柵極的組合,使驅(qū)動(dòng)電流或晶體管性能提高了20%以上。同時(shí),使源極-漏極漏電降低了5倍以上,大幅提高了晶體管的效率。
英特爾公司的45納米工藝技術(shù)也使晶體管密度比上一代工藝提高了大約兩倍,使英特爾能夠增加總體晶體管的數(shù)量或縮小處理器的大小。由于45納米晶體管遠(yuǎn)小于上一代晶體管,因此,晶體管開關(guān)所需能量也大為減少,使主動(dòng)切換耗電大約降低了30%。英特爾在45納米接頭中將采用低-k電介質(zhì)的銅線,也是為了提高性能、降低功耗。同時(shí),英特爾也將采用創(chuàng)新的設(shè)計(jì)規(guī)則和先進(jìn)的掩模技術(shù),拓展193納米干式光刻技術(shù)的應(yīng)用來(lái)制造其45納米處理器,這主要得益于其成本優(yōu)勢(shì)和較高的可加工能力。





