proceso de 45 nm

Según la Hoja de Ruta Tecnológica Internacional para Semiconductores , el proceso de 45 nm es un nodo tecnológico MOSFET que se refiere al paso medio de una celda de memoria fabricada alrededor del período 2007-2008.

Matsushita e Intel comenzaron la producción en masa  de chips de 45 nm a finales de 2007, y AMD inició la producción de  chips de 45 nm a finales de 2008, mientras que IBM , Infineon , Samsung y Chartered Semiconductor ya habían completado una  plataforma de proceso común de 45 nm. A finales de 2008, SMIC fue la primera empresa de semiconductores con sede en China en adoptar  la tecnología de 45 nm, tras obtener la licencia del  proceso de 45 nm de IBM. En 2008, TSMC pasó a utilizar 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 diversas técnicas, como lentes más grandes, para crear características sublongitudinales. También se ha introducido el doble patrón para ayudar a reducir las distancias entre características, especialmente si se utiliza litografía seca. 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 el traslado de capas previamente sueltas (como Metal 4 y Metal 5) de una longitud de onda de 248  nm a 193  nm, lo que probablemente aumentará aún más los costos, debido a las dificultades con las fotorresistencias  de 193 nm .

Los fabricantes de chips inicialmente expresaron su preocupación por la introducción de nuevos materiales de alta constante dieléctrica (high-k) en la estructura de la compuerta, con el fin de reducir la densidad de corriente de fuga . Sin embargo, en 2007, tanto IBM como Intel anunciaron que contaban con soluciones de compuerta metálica y dieléctrica de alta constante dieléctrica, lo que Intel considera un cambio fundamental en el diseño de transistores . ^{[ 1 ]} NEC también comenzó a producir materiales de alta constante dieléctrica.

• En 2004, TSMC demostró una celda SRAM  de 45 nm y 0,296 micrómetros cuadrados . En 2008, TSMC pasó a un proceso de 40 nm. ^{[ 2 ]} 
• En enero de 2006, Intel presentó una celda SRAM  de 45 nm con un tamaño de 0,346 micrómetros cuadrados .
•  En abril de 2006, AMD presentó una celda SRAM de 45 nm con un tamaño de 0,370 micrómetros cuadrados .
• En junio de 2006, Texas Instruments presentó una celda SRAM de 45 nm y 0,24 micrómetros cuadrados  , con la ayuda de la litografía de inmersión .
• En noviembre de 2006, UMC anunció que había desarrollado un  chip SRAM de 45 nm con un tamaño de celda inferior a 0,25 micrómetros cuadrados utilizando litografía de inmersión y dieléctricos de baja constante dieléctrica (low-κ) .
• En 2006, Samsung desarrolló un  proceso de 40 nm. ^{[ 3 ]}

Las  tecnologías que suceden a la de 45 nm son las de 32  nm , 22  nm y, posteriormente, las de 14  nm .

Matsushita Electric Industrial Co. comenzó la producción en masa de circuitos integrados de sistema en un chip (SoC) para equipos digitales de consumo, basados ​​en  tecnología de proceso de 45 nm, en junio de 2007.

Intel lanzó 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 (incluida SSE4 , también conocida como Instrucciones Nuevas de Penryn) y nuevos materiales de fabricación (el más significativo es un dieléctrico a base de hafnio ). El proceso de 45 nm de Intel tiene una densidad de transistores de 3,33 millones de transistores por milímetro cuadrado (MTr/mm2). ^{[ 5 ]}

AMD lanzó a finales de 2008 sus procesadores Sempron II , Athlon II , Turion II y Phenom II (en orden generalmente creciente de rendimiento), así como los procesadores Shanghai Opteron, que utilizaban tecnología de proceso de 45 nm. 

La Xbox 360 S , lanzada en 2010, tiene un procesador Xenon  fabricado en un proceso de 45 nm. ^{[ 6 ]}

El modelo PlayStation 3 Slim introdujo el Cell Broadband Engine en un  proceso de 45 nm. ^{[ 7 ]}

En IEDM 2007  se revelaron más detalles técnicos del proceso de 45 nm de Intel. ^{[ 8 ]}

Dado que no se utiliza litografía de inmersión, el patrón litográfico es más complejo. Por lo tanto, se emplea específicamente un método de doble patrón  con corte de línea para este proceso de 45 nm. Además, se introduce por primera vez el uso de dieléctricos de alta constante dieléctrica (κ) para solucionar los problemas de fugas de puerta. Intel comenzará a utilizar la litografía de inmersión para el nodo de 32  nm .

• 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), lo que indica una ralentización de la reducción de la distancia de aislamiento entre transistores.
• Uso extensivo de metal de cobre ficticio y compuertas ficticias ^{[ 9 ]}
• Longitud de puerta de 35  nm (igual que  la generación de 65 nm)
• Espesor de óxido equivalente de 1  nm, con  una capa de transición de 0,7 nm.
• Proceso de compuerta final utilizando polisilicio simulado y compuerta de metal damasceno
• Cuadrado de los extremos de la puerta mediante una segunda capa de fotorresina ^{[ 10 ]}
• Nueve capas de óxido dopado con carbono y Cu se interconectan , siendo la última una gruesa capa de "redistribución".
• Contactos con forma más rectangular que circular para interconexiones locales.
• Envases sin plomo
• Corriente de excitación del nFET de 1,36  mA/μm
• Corriente de conducción del pFET de 1,07  mA/μm, un 51 % más rápida que  la generación de 65 nm, con mayor movilidad de huecos debido al aumento del 23 % al 30 % de Ge en los tensores de SiGe integrados.

En un estudio de ingeniería inversa de Chipworks de 2008, ^{[ 11 ]} se reveló que los contactos de trinchera se formaron como una capa de "Metal-0" en tungsteno que servía como interconexión local. La mayoría de los contactos de trinchera eran líneas cortas orientadas paralelamente a las compuertas que cubrían la difusión, mientras que los contactos de compuerta eran líneas aún más cortas orientadas perpendicularmente a las compuertas.

Recientemente se reveló ^{[ 12 ]} que tanto el microprocesador Nehalem como el Atom utilizaban celdas SRAM con ocho transistores en lugar de los seis convencionales, para adaptarse mejor a la reducción de voltaje. Esto resultó en una penalización de área de más del 30 %.

• Matsushita lanzó el Uniphier  de 45 nm en 2007. ^{[ 13 ]}
• Procesadores Intel Wolfdale , Wolfdale-3M , Yorkfield , Yorkfield XE y Penryn vendidos bajo la marca Core 2 .
• Procesadores Intel Core i3, i5 e i7 de primera generación , como Clarksfield , Bloomfield y Lynnfield .
• Diamondville y Pineview son núcleos Intel con tecnología Hyper-Threading que se venden bajo la marca Intel Atom .
• Procesadores AMD Thuban ( Phenom II ), Callisto, Heka, Propus, Deneb, Zosma ( Phenom II ) y Shanghai ( Opteron ) de cuatro núcleos, procesadores Regor ( Athlon II ) de doble núcleo, procesadores móviles de doble núcleo Caspian ( Turion II ).
• El procesador Xenon del modelo Xbox 360 S.
• Motor de banda ancha celular de Sony/Toshiba 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 " Espresso " de IBM para Wii U.

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