El proceso de 65 nm es un nodo litográfico avanzado utilizado en la fabricación de semiconductores CMOS ( MOSFET ) en volumen . Los anchos de línea impresos (es decir, las longitudes de puerta del transistor ) pueden alcanzar tan solo 25 nm en un proceso nominalmente de 65 nm, mientras que el paso entre dos líneas puede ser mayor de 130 nm. [ 1 ]
Nodo de proceso
A modo de comparación , los ribosomas celulares miden aproximadamente 20 nm de extremo a extremo. Un cristal de silicio a granel tiene una constante de red de 0,543 nm, por lo que dichos transistores tienen un diámetro del orden de 100 átomos . En septiembre de 2007, Intel , AMD , IBM , UMC y Chartered también producían chips de 65 nm.
Si bien las dimensiones de las características pueden representarse en 65 nm o menos, las longitudes de onda de la luz utilizadas para la litografía son de 193 nm y 248 nm. La fabricación de características sublongitudinales requiere tecnologías de imagen especiales, como la corrección de proximidad óptica y las máscaras de desplazamiento de fase . El costo de estas técnicas incrementa sustancialmente el costo de fabricación de productos semiconductores sublongitudinales, y este costo aumenta exponencialmente con cada avance tecnológico. Además, estos costos se multiplican por la creciente cantidad de capas de máscara que deben imprimirse con el paso mínimo, y por la reducción del rendimiento derivada de la impresión de tantas capas en la vanguardia de la tecnología. Para los nuevos diseños de circuitos integrados, esto influye en los costos de creación de prototipos y producción.
El grosor de la compuerta, otra dimensión importante, se reduce a tan solo 1,2 nm (Intel). Solo unos pocos átomos aíslan la parte del interruptor del transistor, lo que provoca el flujo de carga a través de ella. Esta fuga no deseada se debe al efecto túnel cuántico . La nueva química de los dieléctricos de compuerta de alta constante dieléctrica (κ) debe combinarse con las técnicas existentes, incluyendo la polarización del sustrato y los múltiples voltajes umbral, para evitar que la fuga consuma una cantidad excesiva de energía.
Los documentos de Intel publicados en el IEDM en 2002, 2004 y 2005 ilustran la tendencia de la industria de que el tamaño de los transistores ya no puede escalar al mismo ritmo que el resto de las dimensiones de las características (el ancho de la puerta solo cambió de 220 nm a 210 nm al pasar de las tecnologías de 90 nm a las de 65 nm). Sin embargo, las interconexiones (paso de metal y poli) continúan reduciéndose, lo que disminuye el área y el costo del chip, además de acortar la distancia entre transistores, lo que da como resultado dispositivos de mayor rendimiento y mayor complejidad en comparación con nodos anteriores. El proceso de 65 nm de Intel tiene una densidad de transistores de 2,08 millones de transistores por milímetro cuadrado (MTr/mm²). [ 2 ]
Ejemplo: Proceso Fujitsu de 65 nm
- Longitud de puerta: de 30 nm (alto rendimiento) a 50 nm (bajo consumo).
- Voltaje del núcleo: 1,0 V
- 11 capas de interconexión de Cu que utilizan sílice nanoagrupada como dieléctrico κ ultrabaja (κ=2,25)
- Paso del metal 1: 180 nm
- Fuente/drenaje de siliciuro de níquel
- Espesor del óxido de puerta: 1,9 nm (n), 2,1 nm (p)
En realidad, existen dos versiones del proceso: CS200, centrada en el alto rendimiento, y CS200A, centrada en el bajo consumo de energía.
Procesadores que utilizan tecnología de fabricación de 65 nm
- Sony/Toshiba EE + GS ( PStwo ) [ 5 ] - 2005
- Intel Core – 05/01/2006
- Intel Pentium 4 (Cedar Mill) – 16/01/2006
- Procesador Intel Pentium D serie 900 – 16/01/2006
- Intel Xeon ( Sossaman ) – 14/03/2006
- Intel Celeron D (núcleos Cedar Mill) – 28/05/2006
- Intel Core 2 – 27/07/2006
- Serie AMD Athlon 64 (a partir de Lima) – 2007-02-20
- Serie AMD Turion 64 X2 (a partir de Tyler) – 7 de mayo de 2007
- GPU NVIDIA GeForce 8800GT – 29/10/2007
- Sony/Toshiba/IBM Cell ( PlayStation 3 ) (actualizado) – 30/10/2007
- Sun UltraSPARC T2 – 2007–10
- Serie AMD Phenom
- El Z10 de IBM
- Procesador IBM "Loki" para Xbox 360 - 2007
- IBM Broadway ( Nintendo Wii ) – 2007
- Familia TI OMAP 3 [ 6 ] – 2008-02
- VIA Nano – 2008-05
- AMD Turion Ultra – 2008-06 [ 7 ]
- Loongson – 2009
- Nikon Expeed 2 – 2010
- MCST Elbrus 4C – 2014 [ 8 ]
- SRISA 1890VM9Ya – 2016 [ 9 ]
- CDTA – 2025
Referencias
- ↑ Hoja de ruta de la industria de 2006 Archivada el 27 de septiembre de 2007 en Wayback Machine , Tabla 40a.
- ↑ "Análisis en profundidad de los procesadores Intel Cannon Lake de 10 nm y Core i3-8121U" . Archivado del original el 30 de enero de 2019.
- ↑ "Fujitsu presenta tecnología de proceso de 65 nanómetros de clase mundial para servidores avanzados y aplicaciones móviles" . Fujitsu (Comunicado de prensa). Sunnyvale, CA. 20 de septiembre de 2005. Archivado del original el 27 de septiembre de 2011. Consultado el 10 de agosto de 2008 .
- ↑ Kim, Paul (7 de febrero de 2006). Tecnología de proceso CMOS de 65 nm (PDF) . DesignCon. Fujitsu .
- ^ "ソニー、65nm対応の半導体設備を導入。3年間で2000億円の投資" . pc.watch.impress.co.jp . Archivado desde el original el 13 de agosto de 2016.
- ↑ "Familia de procesadores de aplicaciones multimedia OMAP 3" (PDF) . Texas Instruments . 2007. pág. 1.
- ↑ Gruener, Wolfgang (3 de mayo de 2007). "AMD prepara procesadores Turion X2 de 65 nm" . TG Daily . Archivado del original el 13 de septiembre de 2007. Consultado el 4 de marzo de 2008 .
- ↑ "Microprocesador Elbrus-4C" .
- ↑ "ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН: Разработка СБИС" .
Fuentes
- "Intel reducirá la fuga de Prescott en un 75% a 65 nm" . The Register. 31 de agosto de 2004. Consultado el 25 de agosto de 2007 .
- Muestra de ingeniería del núcleo "Yonah" Pentium M , IDF Primavera 2005, ExtremeTech
- "El chip de silicio nano de 65 nm de AMD está listo para su lanzamiento" . The Inquirer. 2 de septiembre de 2005. Archivado del original el 25 de noviembre de 2005. Consultado el 25 de agosto de 2007 .
- Hoja de ruta tecnológica internacional para los nodos de litografía de semiconductores