В последнее время Samsung и TSMC ожесточенно борются за передовые процессы производства полупроводников. Обе хотят воспользоваться возможностью в литейном производстве пластин, чтобы получить заказы. Это почти превратилось в битву между 14 нанометрами и 16 нанометрами. Однако 14 нанометров и 16 нанометров Что такое фактическое значение этих двух чисел и к какой части они относятся? И какие выгоды и проблемы это принесет в будущем после сокращения процесса? Ниже мы дадим краткое объяснение нанотехнологии.
Насколько малы нанометры?
Прежде чем мы начнем, мы должны сначала понять, что означает нано. Математически нанометр равен 0,000000001 метра, но это довольно плохой пример: ведь мы видим только много нулей после запятой, но не ощущаем этого. Если сравнивать с толщиной ногтя, это может быть более очевидно.
Если вы на самом деле измерите его линейкой, вы узнаете, что толщина ногтя составляет около 0,0001 метра (0,1 мм). Другими словами, попробуйте разрезать сторону куска ногтя на 100 000 линий. Каждая линия примерно эквивалентна 1 нанометр Исходя из этого, мы можем только представить, насколько крошечным является 1 нанометр.
Зная, насколько малы нанометры, мы должны также понять цель процесса сжатия.Основная цель сжатия транзисторов состоит в том, чтобы поместить больше транзисторов в меньшие чипы, чтобы чипы не стали больше из-за технологических усовершенствований;Во-вторых, это может увеличить вычислительная эффективность процессора.Кроме того, уменьшение размера может также снизить энергопотребление.Наконец, после уменьшения размера чипа его будет легче вписать в мобильные устройства, чтобы удовлетворить будущие потребности в тонкости и тонкости.
Давайте вернемся к изучению того, что такое нанотехнология. На примере 14 нанометров ее технология означает, что в чипе минимальный размер линии может составлять 14 нанометров. На рисунке ниже в качестве примера показан внешний вид традиционного транзистора. Основная цель уменьшения транзисторов — снижение энергопотребления, но какую часть нужно уменьшить, чтобы достичь этой цели? Буква L на нижнем левом изображении — это та часть, которую мы хотим уменьшить. Уменьшив длину затвора, ток может пройти более короткий путь от терминала стока к терминалу источника
Кроме того, компьютеры работают с нулями и 1. Как можно использовать транзисторы для достижения этой цели? Метод заключается в том, чтобы определить, протекает ли ток через транзистор. Когда напряжение подается на клемму затвора (зеленый квадрат), ток будет течь от клеммы стока к клемме истока. Если нет напряжения питания, ток не будет течь, так что могут быть представлены 1 и 0. (Что касается того, почему 0 и 1 используются для вынесения суждений, если вам интересно, вы можете проверить булеву алгебру. Мы используем этот метод для создания компьютеров)
Уменьшение размера имеет свои физические ограничения
Однако процесс не может быть сокращен без ограничений. В качестве метода улучшения введена концепция FinFET (Tri-Gate), как показано на рисунке выше справа. Из предыдущих объяснений Intel можно было узнать, что путем внедрения этой технологии можно уменьшить утечки, вызванные физическими явлениями.
Что еще более важно, этот метод может увеличить площадь контакта между концом ворот и нижним слоем. При традиционном подходе (на фото выше слева) контактная поверхность имеет только одну плоскость, но после использования технологии FinFET (Tri-Gate) контактная поверхность станет трехмерной, и ее можно легко увеличить, так что Можно сохранить тот же контакт. Конец источника и стока уменьшен по площади, что очень полезно для уменьшения размера.
Наконец, почему некоторые люди говорят, что крупные производители столкнутся с серьезными проблемами при переходе на 10-нм процесс. Основная причина в том, что размер атома составляет около 0,1 нм. В случае 10 нм в линии находится менее 100 атомов. Его довольно сложно производить, и пока существует атомный дефект, такой как выпадение атома или примесь в процессе производства, будут происходить неизвестные явления, и это повлияет на выход продукта.
Если вы не представляете трудности, можете провести небольшой эксперимент. Разложите 100 маленьких бусин в квадрат 10×10 на столе, отрежьте лист бумаги, чтобы закрыть бусины, а затем с помощью маленькой кисточки смахните бусины рядом с ним, в конечном итоге образуя прямоугольник 10×5. Таким образом, вы сможете узнать, с какими трудностями сталкиваются крупные производители и насколько сложно достичь этой цели.
Поскольку Samsung и TSMC в ближайшем будущем завершат массовое производство 14-нм и 16-нм FinFET, обе они хотят конкурировать за производство чипов Apple для iPhone следующего поколения. Кроме того, мобильные телефоны станут более тонкими и легкими благодаря преимуществам закона Мура.
Основы полупроводниковой промышленности: что такое кремниевая пластина?
В новостях о полупроводниках заводы по производству пластин всегда упоминаются с точки зрения размера, например, 8-дюймовые или 12-дюймовые пластины. К какой части относятся 8 дюймов? Насколько сложно производить крупногабаритные пластины? Далее мы постепенно познакомим вас с самой важной основой полупроводников — что такое «пластина».
Что такое вафля?
Пластина является основой для производства различных компьютерных чипов. Производство чипсов можно сравнить со строительством дома из кубиков Lego: укладывая слой за слоем, мы можем получить желаемую форму (то есть различные фишки). Однако если хорошего фундамента нет, построенный дом будет наклоняться по вашему вкусу.Чтобы построить идеальный дом, необходимо устойчивое основание.
