Термин «усадка кристалла» (иногда оптическая усадка или технологическая усадка ) относится к масштабированию устройств металл-оксид-полупроводник (МОП). В результате сжатия штампа создается несколько идентичная схема с использованием более сложного производственного процесса , обычно включающего использование литографических узлов . Это снижает общие затраты компании-производителя микросхем, поскольку отсутствие серьезных архитектурных изменений в процессоре снижает затраты на исследования и разработки и в то же время позволяет изготавливать больше процессорных кристаллов на одной и той же кремниевой пластине , что приводит к снижению себестоимости продукта. продал.
Усадка кристаллов является ключом к снижению цен и повышению производительности для полупроводниковых компаний , таких как Samsung , Intel , TSMC и SK Hynix , а также для производителей без производственных мощностей , таких как AMD (включая бывшую ATI ), NVIDIA и MediaTek .
Примеры 2000-х годов включают уменьшение размера процессора Emotion Engine для PlayStation 2 от Sony и Toshiba (со 180 нм CMOS в 2000 году до 90 нм CMOS в 2003 году), [1] процессоров Pentium 4 под кодовым названием Cedar Mill (с 90 нм CMOS). до 65 нм CMOS) и процессоры Penryn Core 2 (от 65 нм CMOS до 45 нм CMOS), процессоры Brisbane Athlon 64 X2 под кодовым названием (от 90 нм SOI до 65 нм SOI ), различные поколения графических процессоров от ATI и NVIDIA, а также различные поколения микросхем оперативной и флэш-памяти от Samsung, Toshiba и SK Hynix. В январе 2010 года Intel выпустила процессоры Clarkdale Core i5 и Core i7 , изготовленные по 32-нм техпроцессу по сравнению с предыдущим 45-нм техпроцессом, который использовался в старых версиях микроархитектуры процессоров Nehalem . Intel, в частности, раньше фокусировалась на использовании термоусадки кристаллов для регулярного повышения производительности продуктов с помощью своей модели Tick-Tock . В этой бизнес-модели за каждой новой микроархитектурой (tock) следует сокращение кристалла (галочка) для повышения производительности с той же микроархитектурой. [2]
Усадка кристалла выгодна конечным пользователям, поскольку уменьшение размера кристалла снижает ток, используемый при включении или выключении каждого транзистора в полупроводниковых устройствах , сохраняя при этом ту же тактовую частоту чипа, что позволяет получить продукт с меньшим энергопотреблением (и, следовательно, меньшим выделением тепла). , увеличенный запас тактовой частоты и более низкие цены. [2] Поскольку стоимость изготовления кремниевой пластины диаметром 200 или 300 мм пропорциональна количеству этапов изготовления, а не количеству чипов на пластине, при усадке кристалла на каждую пластину помещается больше чипов, что приводит к снижению затраты на производство одного чипа.
При производстве процессоров термоусадка всегда включает в себя переход к литографическому узлу, как это определено ITRS (см. список). При производстве графических процессоров и SoC сжатие кристалла часто включает в себя сжатие кристалла на узле, не определенном ITRS, например, узлы 150 нм, 110 нм, 80 нм, 55 нм, 40 нм и более, в настоящее время 8 нм, иногда называемые узлами как «полуузлы». Это временной промежуток между двумя литографическими узлами, определенными ITRS (таким образом, называемый «сокращением половинного узла») перед тем, как произойдет дальнейшее сжатие до нижних узлов, определенных ITRS, что помогает сэкономить дополнительные затраты на НИОКР. Выбор способа сжатия кристалла до полных узлов или полуузлов остается за литейным цехом, а не за разработчиком интегральных схем.
