stringtranslate.com

10-нм процесс

В производстве полупроводников Международная технологическая дорожная карта для полупроводников (ITRS) определяет « 10-нанометровый процесс » как технологический узел MOSFET , следующий за узлом «14 нм» .

По крайней мере, с 1997 года «узлы процесса» получили названия исключительно из маркетинговых соображений и не имеют никакого отношения к размерам интегральной схемы; [1] ни длина затвора, ни шаг металла, ни шаг затвора в «10-нм» устройстве не составляют десять нанометров. [2] [3] [4] Например, « 7-нм » техпроцесс GlobalFoundries по размерам аналогичен «10-нм» техпроцессу Intel. [5] Технологические процессы TSMC и Samsung «10 нм» по плотности транзисторов находятся где-то между процессами Intel «14 нм» и «10 нм» . Плотность транзисторов (количество транзисторов на квадратный миллиметр) более важна, чем размер транзистора, поскольку меньшие транзисторы больше не обязательно означают улучшение производительности или увеличение количества транзисторов.

Все производственные процессы «10 нм» основаны на технологии FinFET (ребристый полевой транзистор), типе технологии многозатворных МОП-транзисторов , которая представляет собой непланарную эволюцию планарной кремниевой КМОП- технологии. Samsung впервые начала производство чипов «класса 10 нм» в 2013 году для своих микросхем флэш-памяти с многоуровневыми ячейками (MLC) , а в 2016 году последовали их SoC с использованием 10-нм техпроцесса. TSMC начала коммерческое производство чипов «10 нм» в 2016 году, а позже Intel начала производство чипов «10 нм» в 2018 году. [ нужно обновить ] 

Фон

Первоначальное название этого технологического узла в ITRS было «11 нм». Согласно дорожной карте 2007 года, к 2022 году полушаг (т. е. половина расстояния между идентичными элементами в массиве) для DRAM прогнозировался на уровне 11  нм .

В 2008 году Пэт Гелсингер , в то время занимавший должность технического директора Intel, заявил, что Intel видит «ясный путь» к узлу «10 нм». [6] [7]

В 2011 году Samsung объявила о планах внедрить  процесс «10 нм» в следующем году. [8] [ требуется обновление ] В 2012 году компания Samsung анонсировала чипы флэш-памяти eMMC , которые производятся по техпроцессу «10 нм». [9] 

По состоянию на 2018 год «10 нм», как его обычно понимали, применялось только в крупносерийном производстве Samsung . GlobalFoundries пропустила «10 нм», [ нужно обновить ] Intel еще не начала крупносерийное производство «10 нм» из-за проблем с производительностью, [ нужно обновить ] , а TSMC считала «10 нм» недолговечным узлом , [10] в основном посвящен процессорам Apple в 2017–2018 гг., переход на « 7 нм » в 2018 г. [ требует обновления ]

Также следует проводить различие между «10 нм», продаваемыми литейными предприятиями, и «10 нм», продаваемыми компаниями DRAM.

История производства технологии

В апреле 2013 года компания Samsung объявила, что начала массовое производство микросхем флэш-памяти с многоуровневыми ячейками (MLC) с использованием процесса «класса 10 нм», который, согласно Tom's Hardware, Samsung определил как «узел технологического процесса где-то между 10 нм и 20 нм». [11] 17 октября 2016 года компания Samsung Electronics объявила о массовом производстве чипов SoC по технологии «10 нм». [12] Основной заявленной задачей технологии в то время было создание тройного рисунка на металлическом слое. [13] [14] [ нужно обновить ] 

TSMC начала коммерческое производство чипов «10 нм» в начале 2016 года, а в начале 2017 года перешла к массовому производству. [15]

21 апреля 2017 года Samsung начала поставки смартфона Galaxy S8 , в котором использовалась версия процессора компании «10 нм». [16] [ требуется обновление ] 12 июня 2017 года компания Apple представила планшеты iPad Pro второго поколения на базе чипов Apple A10X производства TSMC , использующих техпроцесс FinFET «10 нм». [17]

12 сентября 2017 года Apple анонсировала Apple A11 , 64-битную систему на базе ARM, изготовленную TSMC с использованием техпроцесса FinFET «10 нм», содержащую 4,3 миллиарда транзисторов на кристалле площадью 87,66 мм 2 .

В апреле 2018 года Intel объявила об отсрочке массового производства основных процессоров «10 нм» до 2019 года. [18] В июле точное время было дополнительно привязано к сезону праздников. [19] Тем временем, однако, они выпустили маломощный мобильный чип «10 нм», хотя и эксклюзивный для китайских рынков и с отключенной большей частью чипа. [20] [ нужно обновить ]

В июне 2018 года на выставке VLSI 2018 компания Samsung анонсировала свои процессы «11LPP» и «8LPP». «11LPP» представлял собой гибрид, основанный на технологиях Samsung «14 нм» и «10 нм». «11LPP» был основан на их «10-нм» BEOL, а не на «20-нм» BEOL, как «14LPP». «8LPP» был основан на процессе «10LPP». [21] [22] [ нужно обновить ]

Nvidia выпустила свои графические процессоры серии GeForce 30 в сентябре 2020 года. В то время они производились по специальной версии «8-нм» техпроцесса Samsung, получившей название «Samsung 8N», с плотностью транзисторов 44,56 миллиона транзисторов на мм 2 . [23] [24] [ нужно обновить ]

Узлы процесса

Литейный завод

  1. ^ О 10-нм ESF, переименованном в Intel 7 , см. 7 нм [26] [ оспаривается – обсудить ]
  2. ^ Intel использует эту формулу: [29]

Шаг затвора транзистора также называется CPP (контактный полишаг), а шаг межсоединения также называется MMP (минимальный металлический шаг). Samsung сообщила, что их «10-нм» процесс имеет шаг затвора транзистора 64 нм и шаг межсоединения 48 нм. TSMC сообщила, что их «10-нм» процесс имеет шаг затвора транзистора 64 нм и шаг межсоединения 42 нм. Дальнейшее расследование, проведенное Tech Insights, показало, что даже эти значения также являются ложными, и они были соответствующим образом обновлены. Кроме того, MSSCORPS CO на выставке SEMICON Taiwan 2017 обновила высоту ребер транзистора в технологии Samsung « 10 нм » . , потому что считалось, что это продлится недолго. [37] Технологический процесс Samsung «8 нм» был на тот момент последним в компании, в котором использовалась исключительно литография DUV. [38] [ нужно обновить ]

DRAM «класс 10 нм»

В индустрии DRAM часто используется термин «класс 10 нм», и этот размер обычно относится к полушагу активной области. [ нужна цитация ] Литейные структуры «10 нм», как правило, намного больше. [ нужна цитата ]

Обычно «класс 10 нм» относится к DRAM с размером элемента 10–19 нм и впервые был представлен c.  2016 . По состоянию на 2020 год существовало три поколения DRAM класса 10 нм: 1x нм (19–17 нм, Gen1); 1y нм (16-14 нм, Gen2); и 1z нм (13-11 нм, Gen3). [39] DRAM третьего поколения «1z» была впервые представлена ​​ок.  2019 г. , компания Samsung , и первоначально было заявлено, что он производится с использованием литографии ArF без использования литографии EUV; [40] [41] в последующем производстве использовалась EUV-литография. [42]

За пределами 1z компания Samsung назвала свой следующий узел (четвертое поколение «класса 10 нм») DRAM: «D1a» (на тот момент предполагалось, что он будет произведен в 2021 году), а за ним — «D1b» (на тот момент предполагалось, что он будет производиться в 2021 году). 2022 г.) [ требуется обновление ] ; в то время как Micron назвал [ требует обновления ] последующие «узлы» как «D1α» и «D1β». [43] Micron объявила об объемных поставках DRAM класса 1α в начале 2021 года. [44]

Рекомендации

  1. ^ «Больше никаких нанометров - EEJournal» . 23 июля 2020 г.
  2. ^ Шукла, Приянк. «Краткая история эволюции узла процесса». design-reuse.com . Проверено 9 июля 2019 г.
  3. ^ Грушка, Джоэл. «14 нм, 7 нм, 5 нм: насколько низко может опускаться CMOS? Это зависит от того, спросите ли вы инженеров или экономистов…» ExtremeTech .
  4. ^ «Эксклюзив: действительно ли Intel начинает терять свое технологическое лидерство? Выпуск 7-нм узла намечен на 2022 год» . wccftech.com . 10 сентября 2016 г.
  5. ^ «Жизнь на 10 нм. (Или это 7 нм?) И 3 нм - взгляды на передовые кремниевые платформы». eejournal.com . 12 марта 2018 г.
  6. ^ Дэймон Потер (июль 2008 г.). «Гельсингер из Intel видит ясный путь к 10-нм чипам» . Архивировано из оригинала 25 апреля 2009 года . Проверено 20 июня 2009 г.
  7. ^ «MIT: Оптическая литография до 12 нанометров» . Архивировано из оригинала 25 сентября 2012 года . Проверено 20 июня 2009 г.
  8. ^ «Крупнейшее в мире производственное предприятие, Линия-16» . Samsung . 26 сентября 2011 года . Проверено 21 июня 2019 г.
  9. ^ «Новые чипы мобильной флэш-памяти Samsung емкостью 64 ГБ, изготовленные по 10-нм техпроцессу, меньше, быстрее и лучше» . Engadget . 15 ноября 2012 года . Проверено 21 июня 2019 г.
  10. ^ «Внедрение 10-нм» . Архивировано из оригинала 4 августа 2018 года . Проверено 4 августа 2018 г.
  11. ^ «Samsung массовое производство 3-битной флэш-памяти MLC NAND емкостью 128 ГБ» . Аппаратное обеспечение Тома . 11 апреля 2013 г. Архивировано из оригинала 21 июня 2019 г. . Проверено 21 июня 2019 г.
  12. ^ Samsung начинает первое в отрасли массовое производство системы на кристалле с 10-нанометровой технологией FinFET, октябрь 2016 г.
  13. ^ «Samsung начинает первое в отрасли массовое производство системы на кристалле с 10-нанометровой технологией FinFET» . news.samsung.com .
  14. ^ «Тройной рисунок для металла 10 нм» (PDF) .
  15. ^ abc «10-нм технология». ТСМС . Проверено 30 июня 2019 г.
  16. ^ «Купить».
  17. ^ techinsights.com. «Внедрение 10-нм технологий идет полным ходом». techinsights.com . Архивировано из оригинала 3 августа 2017 года . Проверено 30 июня 2017 г.
  18. ^ «Корпорация Intel откладывает производство 10-нм чипов - массовое производство теперь запланировано на 2019 год» . 29 апреля 2018 года . Проверено 1 августа 2018 г.
  19. ^ «Intel заявляет, что не будет ожидать массовых 10-нм чипов до 2П19» . 28 июля 2018 года . Проверено 1 августа 2018 г.
  20. ^ «Первый 10-нм процессор Intel приземляется в Китае» . 15 мая 2018 года . Проверено 11 сентября 2018 г.
  21. ^ «СБИС 2018: 11-нм узел Samsung, 11LPP» . WikiChip Предохранитель . 30 июня 2018 года . Проверено 31 мая 2019 г.
  22. ^ abcde «СБИС 2018: 8-нм 8LPP от Samsung, расширение 10-нм» . WikiChip Предохранитель . 1 июля 2018 года . Проверено 31 мая 2019 г.
  23. ^ Джеймс, Дэйв (сентябрь 2020 г.). «Nvidia подтверждает 8-нм техпроцесс Samsung для RTX 3090, RTX 3080 и RTX 3070 | PC Gamer». www.pcgamer.com .
  24. ^ «Подробное описание графического процессора NVIDIA GeForce RTX 30 Ампер, полные характеристики, подробные сведения о температуре, мощности и производительности» . 4 сентября 2020 г.
  25. ↑ Демерджян, Чарли (2 августа 2018 г.). «Intel потрошит 10 нм, чтобы выпустить его за дверь». Полуточный . Проверено 29 сентября 2018 г.
  26. ^ «Дорожная карта Intel до 2025 года: с 4 нм, 3 нм, 20 А и 18 А ?!».
  27. ↑ Шор, Дэвид (16 апреля 2019 г.). «TSMC объявляет о 6-нанометровом процессе» . WikiChip Предохранитель . Проверено 31 мая 2019 г.
  28. ^ «Плотность 10-нм техпроцесса Intel в 2,7 раза выше, чем у 14-нм узла» . ГЕКСУС . Проверено 14 ноября 2018 г.
  29. ↑ Бор, Марк (28 марта 2017 г.). «Давайте проясним беспорядок с именами узлов». Отдел новостей Intel . Проверено 6 декабря 2018 г.
  30. ^ Катресс, Ян (26 июля 2021 г.). «Дорожная карта Intel до 2025 года: с 4 нм, 3 нм, 20 А и 18 А ?!». АнандТех . Проверено 27 июля 2021 г.
  31. ^ «В каких продуктах используется 10-нм Intel? Раскрыты тайны SuperFin и 10++» .
  32. ^ «Intel подробно описывает усовершенствованный 10-нм узел FinFET компании Cannonlake, претендующий на полное превосходство над конкурентами» . 28 марта 2017 года. Архивировано из оригинала 30 марта 2017 года . Проверено 30 марта 2017 г.
  33. ^ «Международная технологическая дорожная карта для полупроводников 2.0, исполнительный отчет, издание 2015 г.» (PDF) . Проверено 27 декабря 2018 г.
  34. ↑ Джонс, Скоттен (25 февраля 2024 г.). «14 нм, 16 нм, 10 нм и 7 нм – что мы знаем сейчас».
  35. ^ «Qualcomm Snapdragon 835: первый до 10 нм» . Процесс Samsung 10LPE
  36. ^ «Процесс литографии 10 нм» . викичип .
  37. ↑ Джонс, Скоттен (25 февраля 2024 г.). «Эксклюзивно: GLOBALFOUNDRIES раскрывает подробности 7-нм техпроцесса».
  38. ^ Шилов, Антон. «Технологический процесс Samsung 8LPP сертифицирован, готов к производству». www.anandtech.com .
  39. ↑ Меллор, Крис (13 апреля 2020 г.), «Почему DRAM застряла в 10-нм ловушке», blocksandfiles.com
  40. ^ Шилов, Антон (21 марта 2019 г.), «Samsung разрабатывает меньшие по размеру кристаллы DDR4 с использованием 10-нм техпроцесса третьего поколения», www.anandtech.com
  41. ^ Samsung разрабатывает первую в отрасли DRAM третьего поколения 10-нм класса для приложений с памятью премиум-класса (пресс-релиз), Samsung, 25 марта 2019 г.
  42. ^ Samsung анонсирует первую в отрасли EUV DRAM с поставкой первого миллиона модулей (пресс-релиз), Samsung, 25 марта 2020 г.
  43. ^ Чхве, Чондон (18 февраля 2021 г.), «Разбор: DRAM Samsung D1z с EUV-литографией», www.eetimes.com
  44. ^ Micron представляет первую в отрасли технологию 1α DRAM (пресс-релиз), Micron, 26 января 2021 г.