stringtranslate.com

10 нм процесс

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

Начиная с 1997 года, «узлы процесса» именуются исключительно на маркетинговой основе и не имеют никакого отношения к размерам интегральной схемы; [1] ни длина затвора, ни шаг металла, ни шаг затвора на «10-нм» устройстве не составляют десяти нанометров. [2] [3] [4] Например, « 7-нм » процессы GlobalFoundries по размерам аналогичны «10-нм» процессу Intel. [5] «10-нм» процессы TSMC и Samsung находятся где-то между «14-нм» и «10-нм» процессами Intel по плотности транзисторов . Плотность транзисторов (количество транзисторов на квадратный миллиметр) важнее размера транзистора, поскольку меньшие транзисторы больше не обязательно означают улучшенную производительность или увеличение количества транзисторов. [ необходима цитата ]

Все производственные процессы "10 нм" основаны на технологии FinFET (fin field-effect transistor), типе технологии многозатворных МОП-транзисторов , которая является непланарной эволюцией планарной кремниевой технологии КМОП . Samsung впервые начала производство чипов "10 нм-класса" в 2013 году для своих чипов флэш-памяти с многоуровневыми ячейками (MLC) , за которыми последовали их SoC с использованием их 10 нм процесса в 2016 году. TSMC начала коммерческое производство чипов "10 нм" в 2016 году, а Intel позже начала производство чипов "10 нм" в 2018 году. [ требуется обновление ] 

Фон

Первоначальное наименование ITRS этого технологического узла было «11 нм». Согласно изданию дорожной карты 2007 года, к 2022 году половинный шаг (т. е. половина расстояния между идентичными элементами в массиве) для DRAM должен был составить 11  нм .

В 2008 году Пэт Гелсингер , в то время занимавший пост главного технического директора Intel, сказал, что Intel видит «ясный путь» к технологическому процессу «10 нм». [6] [7]

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

По состоянию на 2018 год «10 нм», как его обычно понимали, производились в больших объемах только в Samsung . GlobalFoundries пропустили «10 нм», [ требуется обновление ] Intel еще не начала массовое производство «10 нм» из-за проблем с выходом годных, [ требуется обновление ] и TSMC считала «10 нм» недолговечным узлом, [10] в основном предназначенным для процессоров для Apple в 2017–2018 годах, перейдя на « 7 нм » в 2018 году. [ требуется обновление ]

Также следует проводить различие между «10 нм», как это представляют литейные заводы, и «10 нм», как это представляют компании DRAM.

История производства технологий

В апреле 2013 года Samsung объявила о начале массового производства чипов флэш-памяти с многоуровневыми ячейками (MLC) с использованием процесса «10 нм-класса», который, по данным Tom's Hardware, Samsung определила как «узел технологического процесса где-то между 10 нм и 20 нм». [11] 17 октября 2016 года Samsung Electronics объявила о массовом производстве чипов SoC по технологии «10 нм». [12] Главной заявленной проблемой технологии на тот момент была тройная структура для ее металлического слоя. [13] [14] [ требуется обновление ] 

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

21 апреля 2017 года Samsung начала поставки смартфона Galaxy S8 , в котором использовалась версия процессора «10 нм» компании. [16] [ требуется обновление ] 12 июня 2017 года Apple выпустила планшеты iPad Pro второго поколения, работающие на чипах Apple A10X производства TSMC с использованием процесса FinFET «10 нм». [17]

12 сентября 2017 года компания Apple анонсировала Apple A11 — 64-битную систему на базе ARM на кристалле, произведенную TSMC с использованием 10-нм процесса FinFET, содержащую 4,3 миллиарда транзисторов на кристалле площадью 87,66 мм2 .

В апреле 2018 года Intel объявила о задержке массового производства «10 нм» основных процессоров до 2019 года. [18] В июле точное время было еще больше привязано к праздничному сезону. [19] Тем временем, однако, они выпустили маломощный «10 нм» мобильный чип, хотя и эксклюзивный для китайского рынка и с большей частью отключенного чипа. [20] [ требуется обновление ]

В июне 2018 года на выставке VLSI 2018 компания Samsung анонсировала свои процессы «11LPP» и «8LPP». «11LPP» был гибридом на основе технологий Samsung «14 нм» и «10 нм». «11LPP» был основан на их «10 нм» BEOL, а не «20 нм» BEOL, как «14LPP». «8LPP» был основан на процессе «10LPP». [21] [22] [ требуется обновление ]

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

Узлы процесса

Литейный завод

  1. ^ Для 10 нм ESF переименованного в Intel 7 , см. 7 нм [26] [ спорно – обсудить ]
  2. ^ Intel использует эту формулу: [29]

Шаг затвора транзистора также называется CPP (контактный полишаг), а шаг межсоединений также называется MMP (минимальный шаг металла). Samsung сообщила, что их «10 нм» процесс имеет шаг затвора транзистора 64 нм и шаг межсоединений 48 нм. TSMC сообщила, что их «10 нм» процесс имеет шаг затвора транзистора 64 нм и шаг межсоединений 42 нм. Дальнейшее расследование Tech Insights показало, что даже эти значения также являются ложными, и они были соответствующим образом обновлены. Кроме того, высота ребра транзистора «10 нм» процесса Samsung была обновлена ​​MSSCORPS CO на SEMICON Taiwan 2017. [35] [36] [37] [38] [39] GlobalFoundries решила не разрабатывать «10 нм» узел, поскольку считала, что он будет недолговечным. [40] «8 нм» процесс Samsung был на тот момент последним, который компания использовала исключительно литографию DUV. [41] [ требуется обновление ]

DRAM "класс 10 нм"

Для отрасли DRAM часто используется термин «класс 10 нм», и этот размер обычно относится к половине шага активной области. [ необходима цитата ] Литейные структуры «10 нм» обычно намного больше. [ необходима цитата ]

Обычно «класс 10 нм» относится к DRAM с размером элемента 10-19 нм и был впервые представлен около  2016 года . 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). [42] Третье поколение «1z» DRAM было впервые представлено около  2019 года компанией Samsung и изначально было заявлено, что оно будет производиться с использованием литографии ArF без использования литографии EUV; [43] [44] в последующем производстве использовалась литография EUV. [45]

Помимо 1z, Samsung назвала свой следующий узел (четвертое поколение «класса 10 нм») DRAM: «D1a» (на тот момент ожидалось, что он будет произведен в 2021 году), а далее «D1b» (на тот момент ожидалось, что он будет произведен в 2022 году) [ требуется обновление ] ; в то время как Micron назвала [ требуется обновление ] последующие «узлы» как «D1α» и «D1β». [46] Micron объявила о массовых поставках DRAM класса 1α в начале 2021 года. [47]

Ссылки

  1. ^ «Больше никаких нанометров – EEJournal». 23 июля 2020 г.
  2. ^ Шукла, Приянк. «Краткая история эволюции узлов процессов». design-reuse.com . Получено 9 июля 2019 г. .
  3. ^ Хруска, Джоэл. «14 нм, 7 нм, 5 нм: насколько низко может опуститься КМОП? Это зависит от того, спросите ли вы инженеров или экономистов...» ExtremeTech .
  4. ^ «Эксклюзив: Действительно ли Intel начинает терять свое лидерство в технологическом процессе? Выпуск 7-нм узла запланирован на 2022 год». wccftech.com . 10 сентября 2016 г.
  5. ^ «Жизнь на 10 нм. (Или 7 нм?) и 3 нм — взгляды на передовые кремниевые платформы». eejournal.com . 12 марта 2018 г.
  6. ^ Дэймон Поэтер (июль 2008 г.). "Intel's Gelsinger Sees Clear Path To 10nm Chips". Архивировано из оригинала 25 апреля 2009 г. Получено 20 июня 2009 г.
  7. ^ "MIT: Оптическая литография, пригодная для 12 нанометров". Архивировано из оригинала 25 сентября 2012 года . Получено 20 июня 2009 года .
  8. ^ "World's Largest Fabrication Facility, Line-16". Samsung . 26 сентября 2011 г. Получено 21 июня 2019 г.
  9. ^ "Новые 10-нм чипы мобильной флэш-памяти Samsung емкостью 64 ГБ меньше, быстрее, лучше". Engadget . 15 ноября 2012 г. Получено 21 июня 2019 г.
  10. ^ "10nm rollout". Архивировано из оригинала 4 августа 2018 года . Получено 4 августа 2018 года .
  11. ^ "Samsung Mass Producing 128Gb 3-bit MLC NAND Flash". Tom's Hardware . 11 апреля 2013 г. Архивировано из оригинала 21 июня 2019 г. Получено 21 июня 2019 г.
  12. ^ Samsung начинает первое в отрасли массовое производство систем на кристалле с 10-нанометровой технологией FinFET, октябрь 2016 г.
  13. ^ "Samsung начинает первое в отрасли массовое производство систем на кристалле с 10-нанометровой технологией FinFET". news.samsung.com .
  14. ^ "тройной рисунок для 10 нм металла" (PDF) .
  15. ^ abc "10nm Technology". TSMC . Получено 30 июня 2019 .
  16. ^ «Купить».
  17. ^ techinsights.com. "10nm Rollout Marching Right Along". techinsights.com . Архивировано из оригинала 3 августа 2017 г. . Получено 30 июня 2017 г. .
  18. ^ "Intel Corp. откладывает производство 10-нм чипов - массовое производство теперь запланировано на 2019 год". 29 апреля 2018 г. Получено 1 августа 2018 г.
  19. ^ "Intel заявляет, что не следует ожидать появления массовых 10-нм чипов до 2П19". 28 июля 2018 г. Получено 1 августа 2018 г.
  20. ^ "Первый 10-нм процессор Intel поступил в продажу в Китае". 15 мая 2018 г. Получено 11 сентября 2018 г.
  21. ^ «СБИС 2018: 11-нм узел Samsung, 11LPP» . Викичип-предохранитель . 30 июня 2018 года . Проверено 31 мая 2019 г.
  22. ^ abc "VLSI 2018: 8nm 8LPP от Samsung, расширение 10nm". WikiChip Fuse . 1 июля 2018 . Получено 31 мая 2019 .
  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. ^ «Подробный обзор графического процессора NVIDIA GeForce RTX 30 Ampere, полные характеристики, температурные характеристики, сведения о питании и производительности». 4 сентября 2020 г.
  25. ^ Демерджян, Чарли (2 августа 2018 г.). «Intel guts 10nm to get it out the door». SemiAccurate . Получено 6 сентября 2024 г. .
  26. ^ «План технологических процессов Intel до 2025 года: с 4 нм, 3 нм, 20A и 18A?!».
  27. ^ Шор, Дэвид (16 апреля 2019 г.). «TSMC объявляет о 6-нанометровом процессе». WikiChip Fuse . Получено 31 мая 2019 г. .
  28. ^ "Плотность Intel 10 нм в 2,7 раза выше, чем у 14 нм узла". HEXUS . Получено 14 ноября 2018 г. .
  29. ^ Бор, Марк (28 марта 2017 г.). «Давайте проясним путаницу с именованием узлов». Intel Newsroom . Получено 6 декабря 2018 г.
  30. ^ Фрумусану, Андрей. «Samsung Foundry объявляет о запуске 10-нм SoC в массовое производство». www.anandtech.com .
  31. ^ Шилов, Антон. «Samsung начинает массовое производство чипов с использованием 10-нм техпроцесса Low Power Plus (10LPP)». www.anandtech.com .
  32. ^ Шилов, Антон. «Обновления Samsung Foundry: добавлено 8LPU, EUVL на пути к HVM в 2019 году». www.anandtech.com .
  33. ^ Кютресс, Ян (26 июля 2021 г.). «Дорожная карта процесса Intel до 2025 года: с 4 нм, 3 нм, 20A и 18A?!». AnandTech . Получено 27 июля 2021 г. .
  34. ^ «Какие продукты используют Intel 10 нм? SuperFin и 10++ разоблачены».
  35. ^ "Intel Details Cannonlake's Advanced 10nm FinFET Node, Claims Full Generation Lead Over Rivals". 28 марта 2017 г. Архивировано из оригинала 30 марта 2017 г. Получено 30 марта 2017 г.
  36. ^ "Международная технологическая дорожная карта для полупроводников 2.0, выпуск 2015 г., исполнительный отчет" (PDF) . Получено 27 декабря 2018 г.
  37. ↑ Джонс, Скоттен (25 февраля 2024 г.). «14 нм, 16 нм, 10 нм и 7 нм — что мы знаем сейчас».
  38. ^ "Qualcomm Snapdragon 835 First to 10 nm". Процесс Samsung 10LPE
  39. ^ "10 нм литографический процесс". wikichip .
  40. ^ Джонс, Скоттен (25 февраля 2024 г.). «Эксклюзив — GLOBALFOUNDRIES раскрывает детали 7-нм процесса».
  41. ^ Шилов, Антон. «Технологический процесс Samsung 8LPP аттестован и готов к производству». www.anandtech.com .
  42. ^ Меллор, Крис (13 апреля 2020 г.), «Почему DRAM застрял в ловушке 10 нм», blocksandfiles.com
  43. ^ Шилов, Антон (21 марта 2019 г.), «Samsung разрабатывает более мелкие кристаллы DDR4 с использованием 10-нм техпроцесса 3-го поколения», www.anandtech.com
  44. ^ Samsung разрабатывает первую в отрасли память DRAM третьего поколения 10 нм для премиум-приложений памяти (пресс-релиз), Samsung, 25 марта 2019 г.
  45. ^ Samsung анонсирует первую в отрасли EUV DRAM с поставкой первого миллиона модулей (пресс-релиз), Samsung, 25 марта 2020 г.
  46. ^ Чхве, Чондон (18 февраля 2021 г.), «Разборка: DRAM-память Samsung D1z с EUV-литографией», www.eetimes.com
  47. ^ Micron представляет первую в отрасли технологию 1α DRAM (пресс-релиз), Micron, 26 января 2021 г.