Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
микроизображение транзистора, наделавшего так много шума в полупроводниковом сообществе.

Перспективные технологии - что год грядущий нам готовит? 32 нм!

Ключевые слова:  45-нм, Intel, литография, полупроводник, транзистор

Опубликовал(а):  Гольдт Илья

26 декабря 2007

Текущий, 2007 год стал дважды знаменательным для полупроводниковой промышленности. Во-первых, благодарное человечество отметило знаменательную дату – 60-ти летие открытия транзистора, положившего начало современной компьютерной технике. Во-вторых, компания Intel совершила истинный прорыв в конструировании и технологии транзисторов, фактически создав новую технологию.

Ступор традиционной кремниевой технологии возник при достижении 45-нм минимального топологического размера элементов и пропорционального уменьшения толщины подзатворного диэлектрика (SiO2) до 2 нм. При этом токи утечки оказались неприемлемыми. Более 600 исследователей Intel работали над преодолением ситуации в течение нескольких лет с невероятным напряжением сил и энтузиазмом. Как заявил руководитель проекта «45 нм» Kaizad Mistry – «Yeah, it was hard work, there were many sleepless nights, long days, hours for many people» - «Ох! Это была тяжелая работа со многими бессонными ночами, нескончаемыми днями и часами для многих людей». Было перебрано множество новых материалов для изолятора с более высокой диэлектрической постоянной «high-k» и для проводящих слоев, в частности, отдельных независимых металлов с оптимальной работой выхода для затворов PMOS и NMOS транзисторов. В январе 2007г. Intel анонсировала завершение разработки, продемонстрировав статическую оперативную память (SRAM), а в ноябре приступив к серийному выпуску и поставкам новых процессоров семейства Penryn. Фактически Intel выиграла жесточайшую битву, вновь доказав свое превосходство в процессорах.

На прошедшей (10-12 декабря с.г.) в Вашингтоне конференции International Electron Device Meeting (IEDM’2007) Intel раскрыла некоторые детали разработки.

Транзистор имеет общую 35 нм физическую длину затвора, 1.0 нм эффективную толщину подзатворного high-k диэлектрика, напряженные слои кремния за счет введения SiGe островков и 9-ти слойные медные межсоединения. Используется «сухая» 193-нм литография. Точный состав диэлектрических и проводящих материалов компания пока не раскрывает.

Сегодня о разной степени готовности 45-нм технологии заявляют и основные конкуренты Intel:

  • Advanced Micro Devices Inc. (AMD) планирует приступить к производству 45-нм чипов в первой половине 2008г. и начать поставки процессоров на их основе во второй половине 2008г.;
  • Toshiba Corp. и NEC Electronics занимались разработкой совместно, в результате запущена массовая NAND флэш-память;
  • Toshiba совместно с Sony планируют перевести на 45 нм процессор ''Cell'' к концу 2008г.;
  • NEC планирует приступить к массовому производству 45-нм динамической оперативной памяти (DRAM) на 300 мм подложках к марту 2009г.;
  • компания Ситроникс (Зеленоград) приступит к разработке 65- и 45-нм чипов на 300 мм подложках с января 2008 г. и планирует начать их массовое производство с октября 2009г. (компания получила от МЭРТ 2.3 млрд. долл. на строительство фабрики по их производству; сегодняшний уровень Ситроникс – запуск 180-нм технологического процесса для смарт-карт в кооперации с компанией STMicroelectronics с планируемым их массовым производством к концу 2008г.)

Очевидно, в 2008г. конкуренция за преодоление 32-нм барьера станет еще более жесткой. Достижение 32-нм – не самоцель. «32 нм» позволит вдвое увеличить число транзисторов на чипе и снизить потребляемую мощность на 45%, (в сравнении с «45 нм»). Отсюда снижение стоимости устройств, дальнейшее совершенствование мобильных устройств.

Intel уже заявила о разработке 32-нм технологического процесса, изготовив 291 Мб статическую оперативную память (SRAM) с размером ячейки 0.18мкм2. Чип содержит 1.9 млрд. транзисторов. IBM, еще не объявив о завершении 45-нм разработки, очевидно, решила дать бой компании Intel на 32-нм поле. Для ускорения работ создан альянс «IBM и партнеры» (другое название - Fishkill alliance, по месту проведения совместных работ в исследовательском центре IBM во Fishkill (N.Y.)). В альянс входят AMD, США; Chartered Semiconductor Manufacturing, Сингапур; Freescale Semiconductor, США; InfineonTechnologies, Германия; Samsung, Ю.Корея; недавно присоединившаяся STMicro-electronics, Швейцария. По планам альянса технология "high-k/металлический затвор» с минимальным топологическим размером 32 нм будет готова во второй половине 2009г. На IEDM’2007 альянс продемонстрировал в рамках 32-нм технологии 1.5 Мб статическую оперативную память (SRAM) с площадью ячейки менее 0.15мкм2. Они также ввели материалы с высоким k в 32-нм технологию кремния-на-изоляторе (SOI).

Гигантская кремниевая компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. (TSMC) на IEDM’2007 представила информацию об испытании полностью функционирующего прототипа 2 Мб SRAM чипа, изготовленного по 32-нм технологии (компания не использует материалы с высоким k).

AMD планирует начать производство своих 32-нм чипов с использованием материалов с высоким k в 2010 г. В настоящее время 70 инженеров компании сосредоточились на разработке технологии материалов с высоким k для 45- и 32-нм процессоров.

Судя по данным, представленным на IEDM’2007, лидеры (Intel, «IBM и партнеры», TSMC) наступают на пятки друг другу. Но, как отметил К. Mistry (вице-президент Intel), «период от сообщения о разработке SRAM на IEDM до серийного продукта не менее 2 лет и, как правило, размер серийной ячейки оказывается значительно большим». Он же уверяет, что 32-нм SRAM, заявленная Intel, это – не экспериментальная память, а законченная разработка.

Однако, успех 32-нм технологии определят не только интеллектуальные усилия ученых. Не менее важным станет способность компаний вложить в разработку процесса значительные инвестиции. За последнее десятилетие стоимость строительства современной полупроводниковой фабрики выросла на 250%, а стоимость разработки современного микропроцессора возросла на 400%. Срабатывает правило – чем меньше, тем больше.

Стоимость разработки 32-нм технологического процесса оценивается аналитиками компании Gartner в 3 млрд. долл. (что в 2 раза выше стоимости разработки 65-нм технологии), а стоимость фабрики по выпуску 32-нм чипов оценивается в 3.5 млрд. долл.

Вот несколько цифр, отражающих финансовую ситуацию в преуспевающей современной полупроводниковой компании, способной выиграть конкуренцию за 32 нм: в 2006 г. доход Intel составил 35.4 млрд. долл., компания потратила на исследования и разработки 5.9 млрд. долл.

На фоне таких фантастических сумм становится объяснимым стремление злейших конкурентов к консолидации и сотрудничеству – совместные исследования и разработки; создание совместных текущих производств.

В рамках новых технологических достижений (high-k, металлический затвор, напряженные слои кремния, иммерсионная 193-нм литография, кластерная имплантация, бездиффузионный высокотемпературный миллисекундный отжиг) 45-нм технология может быть традиционно масштабирована к размерам 32- 22- и даже 11 нм. Этот путь потребует все более гигантских финансовых вложений. Посему не менее интенсивно в ведущих компаниях ведутся исследования технологических вариантов «bottom-up». Но нужно признать, что здесь конец пути еще за горизонтом.

В ряде докладов на IEDM’2007 обсуждались результаты исследований квантовых наноструктур на гетеропереходах с квантовыми ямами и квантовыми точками и приборов на их основе, таких как лазеры, однофотонные эмиттеры, фотодетекторы. Их ближайшая перспектива – устройства отображения, биомедицина и газовые датчики. На стадии глубокого исследования полевые транзисторы на квантовых проволочках и квантовых точках. Они найдут применение в следующих поколениях электроники. Обсуждался также вопрос о том, что «за пределами кремния» - германий, А3В5, углеродные нанотрубки, графен или другие молекулярные структуры? Итог панельной дискуссии на эту тему подвел Dimitri Antoniadis (профессор Массачусетского технологического института) следующей фразой - "Of course, declaring silicon dead is premature at best, so the timing of transitions will be dictated by the limits of our collective ingenuity in stretching the legs of the old warhorse"(не дословно, это может прозвучать так «Конечно, декларировать смерть кремния, по меньшей мере, преждевременно, переход к другим материалам будет диктоваться нашей коллективной изобретательностью в попытках оттянуть время, когда эта боевая лошадка протянет ноги». Эта точка зрения близка к «После кремния будет снова кремний» (академик К.А. Валиев в одном из давних интервью).

Материал подготовлен на основе ноябрьских и декабрьских сообщений сайтов EE Times и Semiconductor


Источник: ПерсТ



Комментарии
Шикарно...Очень...ну очень долго ждал этой новости!!!
кстати, терабайтовые диски уже появились в свободной продаже...
вот только одно предложение-поменять имя SRAM на что-то более подходящее для российского рынка...;-)
Popov A N, 27 декабря 2007 12:45 
И ознакомьте сегодня со статьёй Мэра
Шварев Алексей, 28 декабря 2007 05:47 
Не за горами то время когда нанотехнологи обвинят Интел в препятствовании развитию нанотрубочной электроники
и назовут кремниевым злодеем.
Гольдт Илья Валерьевич, 28 декабря 2007 09:06 
ага вон гринпис тоже так думает
Коштял Юрий Михайлович, 29 декабря 2007 12:09 
Пожелаю удачи компании Ситроникс!
Ведь за два года перейти от смарт-карточек до нормально работающего процессора это не так просто, хотя и большинство принципов создания технологии 65, 45 нм уже известны. Вот только возникает вопрос - они после перехода будут создавать карточки или процессоры? Поживем увидим =)
PeterN, 30 декабря 2007 16:24 
Очень позабавило, что Ситроникс засветился как один из "основных конкурентов Интела" в одном ряду с AMD, Toshiba, NEC и Sony :-D.
IBM, например, не попала в список и, наверное, нервно курит в сторонке ;-) - после такой статьи курс акций как пить дать упадёт ;-).
Люблю я, блин, современную хайтек-журналистику в России :).

Если отвлечься от животрепещущей темы Ситроникса, то есть в той статье забавный пассаж про "В рамках новых технологических достижений (high-k, металлический затвор, напряженные слои кремния, иммерсионная 193-нм литография, кластерная имплантация, бездиффузионный высокотемпературный миллисекундный отжиг) 45-нм технология может быть традиционно масштабирована к размерам 32- 22- и даже 11 нм."
Про "традиционное масштабирование" смеялсо. Предел разрешения традиционной иммерсионной (на воде) 193нм литографии - наверное, порядка 35-38нм. Технологии, чтоб это преодолеть, таки есть, но журналисты про них, как видим, не знають, но статьи пишуть :).

Желаю Ситрониксу удачи в запуске 180нм процесса, после опыта лишь с 0,8-1мкм это может быть непросто, но с помощью партнёров справятся, полагаю.

Насчёт "великого прыжка" с 180 до 45-65нм за менее чем 2 года (а это - пара серьёзных поколений в фотолитографии и полупроводниковой технологии, если не больше и коренные изменения почти во всех её процессах, в том числе и в контроле качества и т.п.) - запасаюсь попкорном, забавно будет понаблюдать ;-).
Если уж сейчас 180нм процесс не запущен, но в прессе во всю уже реляции о "завершении проекта" и "открытии производства", см. http://www.p...p?ID=105422
Интересно сказано. Проект завершился, но производство начнётся еще неизвестно когда. Но производство уже открыто. Парадокс... ;-)
Ну, традицию победных реляций к круглой дате я пока помню. Интересно будет посмотреть, как оно получится с рапортами о 45-65нм :).
Коштял Юрий Михайлович, 30 декабря 2007 21:45 
PeterN, полностью поддерживаю =)))
ммм...а кто говорил, что журналисты умеют и хотят писать правду?
PeterN, 02 января 2008 21:02 
О, тут много вариантов наклёвывается тогда.
Они не могут, но пишут как могут?
Они могут, но не хотят?
Они могут, но их попросили так?
они могут, хотят, но пишут так, чтобы это было в тему...сейчас в тему: нанотехнологии спасут мир и поднимут нашу экономику!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Структуры гидроксида магния
Структуры гидроксида магния

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

В Москве начинается MAPPIC - 2019
14-15 октября 2019 года состоится I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019)

РИА Новости: Нобелевскую премию по химии присудили за разработку литий-ионных батарей
РИА Новости: Джон Гуденаф, Стенли Уиттингхем и Акира Йошино стали лауреатами Нобелевской премии в области химии за 2019 год за разработку литий-ионных батарей.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.