Hogyan tervezi a TSMC és az ASML a 2 nm folyamatcsomópont elérését

mégFlorian -én megjelent
A holnapi megjelenéssel Apple iPhone 12, iPhone 12 Pro és a iPad Air (2020), a fogyasztók szerte a világon először tapasztalhatják meg az 5 nm-es lapkakészletet. A TSMC, a világ első számú független öntödéje által épített Apple A14 Bionic cipőkanál elképzelhetetlen, 11,8 milliárd tranzisztort csomagol egy integrált áramkörbe. Ez az A8,5 Bionic által használt 13 milliárd tranzisztorhoz képest.

A TSMC és az ASML 3 nm és 2 nm chipekre vált

A Huawei 9000 nm-es Kirin 5-je hajtja a Mate 40 sorozatot, de az Apple-lel ellentétben az 5 nm-es Kirin chipek száma korlátozott az Egyesült Államok Kereskedelmi Minisztériumának szabálymódosítása miatt, amely megakadályozza, hogy az öntödék az Egyesült Államokban gyártott technológiát alkalmazzák a szállításhoz. Huawei. A cég 15 millió 5nm-es chipet rendelt, de csak 8,8 milliót kapott, amíg a szabálymódosítás szeptember közepén életbe lépett. A Huawei nemcsak 5 nm-es chipjét használja új zászlóshajója meghajtására, hanem az 5G hálózati bázisállomások és az összehajtható telefon folytatásának (a Mate X2) táplálására is. Jövőre a Samsung két 5 nm-es Exynos chipet ad ki, míg a Qualcomm a Snapdragon 875-tel csatlakozik a klubhoz.

De az olyan cégeknek, mint a TSMC és a Samsung, még idejük sem lesz dicsérni az 5 nm -es alkatrészeiket. Ez azért van, mert mindkét öntöde már dolgozik a 3 nm -es folyamatcsomóponton. 1965-ben az Intel társalapítója, Gordon Moore megfigyelte, hogy a chipen lévő tranzisztorok sűrűsége minden évben megkétszereződik. Ezt követően felülvizsgálta ezt úgy, hogy kétévente megduplázta a tranzisztorok sűrűségét. Így kevés idő marad az ünneplésre.

A Moore -törvény életben tartásához kifejlesztett egyik eszköz az extrém ultraibolya litográfia (EUV). A litográfiát áramkörök nyomtatására használják vékony szilíciumlapkákon. Ha belegondol a lapkakészlet nagyságába és a milliárdnyi tranzisztorba, amelyeket bele kell helyezni, megértheti, hogy rendkívül finom jeleket kell tenni a chip belsejében. Az EUV ezt ultraibolya sugarak segítségével teszi lehetővé. Az N5 csomópont, amellyel a TSMC dolgozik, legfeljebb 5 rétegben használhat 14 nm -t. A 3 nm -es folyamatcsomópont akár 15% -os teljesítménynövekedést is biztosíthat ugyanannyi tranzisztor mellett, mint az 5 nm, és akár 30% -kal csökkenti az energiafogyasztást (azonos órajel és bonyolultság mellett).

Az ASML holland litográfiai cég azt állítja, hogy 3 nm -en a litográfia több mint 20 rétegben használható. Peter Wennink, az ASML vezérigazgatója azt mondja: „Azt hiszem, az N5 logikájában több mint 10 rétegben vagyunk, az N3 -ban pedig 20 felett leszünk, és látjuk, hogy ez a feltérképezés. Ez csak az a tény, hogy ez sokkal több előnyt jelent a váltáshoz a többmintás DUV (Deep Ultraviolet) stratégiák egyetlen modellezésére és eltávolítására, ami igaz a DRAM-ra is. Ha egyetlen litográfiai expozíció nem kelt éles felbontást, akkor kettős mintázatú expozíciót használnak. és NAND) támaszkodnak erre a folyamatra.

A TSMC azt tervezi, hogy a FinFET tranzisztorokat használja a 3 nm -es üzemmódjához, mielőtt a 2 nm -es chipek GAAFET -re (kapu körül) vált. A FinFET -től eltérően, amely nem veszi körül a csatornát minden oldalról, a GAA egy kaput használ körül. Ez utóbbi módszer szinte elhanyagolhatóvá teszi az áramszivárgást.

Peter Wennink, az ASML vezérigazgatója szerint a vállalatnak követnie kell az Egyesült Államok Kereskedelmi Minisztériumának szabályait, amikor a litográfiai rendszereket olyan kínai öntödékhez kell szállítani, mint az SMIC. Az ügyvezető elmondta: „Az ASML -hez amerikai exportengedélyre van szükség azokhoz a rendszerekhez vagy alkatrészekhez, amelyeket közvetlenül az USA -ból szállítanak a szabályok által érintett ügyfeleknek. Noha nem irányelv az egyéni ügyfelekkel kapcsolatos megjegyzések, célunk minden ügyfelünk kiszolgálása és támogatása. a világ minden tájáról a legjobb tudásunk szerint, miközben természetesen megfelelünk azoknak a törvényeknek és előírásoknak, amelyeket az általunk működtetett joghatóságok határoznak meg. A SMIC Kína legnagyobb öntödéje, és jelenleg egy 7 nm -es folyamatcsomóponton dolgozik. A 14 nm -es SMIC -nek fejlettebb litográfiai gépekre van szüksége, de jelenleg az USA Kereskedelmi Minisztériumának szabályváltozása elakad.

Olvasni is