Закон Мура в действии: корпорация INTEL продолжает развитие 65-нанометровой производственной технологии

Транзисторы в полупроводниковых микросхемах, изготавливаемых по новой 65-нанометровой технологии (нанометр – одна миллиардная часть метра), имеют затворы (переключатели, включающие и выключающие транзисторы) размером 35 нм, что приблизительно на 30% меньше, чем при производстве по 90-нанометровой технологии. Для сравнения, на диаметре красного кровяного тельца человека можно разместить около 100 таких затворов.

Новая производственная технология увеличивает количество крошечных транзисторов, помещающихся на одной микросхеме, и дает корпорации Intel основу для создания процессоров будущего, содержащих несколько ядер, а также возможность разработки инновационных функций для новых моделей продукции, в том числе функций виртуализации и безопасности. Новая 65-нанометровая производственная технология корпорации Intel также включает ряд функций, обеспечивающих энергосбережение и повышение производительности.

«Корпорация Intel продолжает соответствовать требованиям к постоянному уменьшению размера транзисторов, внедряя новые материалы, процессы и структуры устройств, – говорит Суньлинь Чжоу (Sunlin Chou), старший вице-президент и генеральный менеджер подразделения Intel Technology and Manufacturing Group. – 65-нанометровая технология корпорации Intel обеспечивает рекордную компактность устройств, высокую производительность и функции энергосбережения, которые расширят возможности и производительность микросхем будущего. 65-нанометровая производственная технология корпорации Intel находится на стадии внедрения, запланированного в 2005 году в соответствии с законом Мура».

В ноябре 2003 года корпорация Intel объявила о создании первых микросхем SRAM емкостью 4 Мбит на базе 65-нанометровой производственной технологии.

Сегодня корпорация Intel изготовила полностью функциональные микросхемы SRAM емкостью 70 Мбит на базе этой производственной технологии. Площадь кристалла микросхем составляет всего 110 кв. мм. Небольшой размер ячеек SRAM позволяет интегрировать в процессоры больше кэш-памяти, что обеспечит повышение производительности. Каждая ячейка памяти SRAM имеет шесть транзисторов на площади 0,57 кв. мкм. На кончике шариковой ручки, имеющем площадь около 1 кв. мм, поместится около 10 миллионов таких транзисторов.

Новые функции энергосбережения для 65-нанометровой технологии

Согласно закону Мура, количество транзисторов на микросхеме удваивается каждые два года, что приводит к увеличению функциональности и производительности и снижению стоимости каждого транзистора. С уменьшением транзисторов возникают проблемы, связанные с увеличением энергопотребления и выделения тепла. В связи с этим для обеспечения дальнейшего развития очень важно внедрять новые функции, методики и структуры. Для решения этой задачи корпорация Intel интегрировала в 65-нанометровую производственную технологию функции энергосбережения. Эти функции играют важнейшую роль для обеспечения эффективного энергопотребления в компьютерных и коммуникационных устройствах будущего.

Новая технология «напряженного кремния», впервые реализованная корпорацией Intel в 90-нанометровой производственной технологии, в 65-нанометровой технологии улучшена. Во втором поколении технологии «напряженного кремния» производительность транзисторов увеличилась на 10-15% без возрастания утечки электрического тока. В транзисторах, созданных по 65-нм технологии, объем утечки уменьшен в четыре раза по сравнению с транзисторами на базе 90-нанометровой производственной технологии. В результате этого транзисторы на базе 65-нанометровой производственной технологии обеспечивают более высокую производительность без повышения утечки (большая утечка электрического тока приводит к выделению большого количества тепла).

В транзисторах на базе 65-нанометровой производственной технологии корпорации Intel размер затвора уменьшен до 35 нм, а толщина оксидного слоя затвора уменьшена до 1,2 нм. Сочетание этих факторов обеспечивает высокую производительность и уменьшенную электроемкость затвора. Уменьшение электроемкости затвора обеспечивает сокращение общего энергопотребления микросхемы. В новой производственной технологии также используются восемь промежуточных слоев из меди и диэлектрический материал с низким коэффициентом проводимости (low-k диэлектрик), увеличивающих скорость передачи сигнала в микросхеме и сокращающий энергопотребление.

Также корпорация Intel включила в микросхемы SRAM на базе 65-нанометровой производственной технологии так называемые транзисторы сна (sleep transistors). Транзисторы сна отключают подачу тока на большие блоки памяти SRAM, когда они не используются, что значительно снижает энергопотребление микросхемы. Эта функция особенно полезна для устройств с питанием от батареи, например, для мобильных ПК.

«Корпорация Intel активно работает над решением стоящих перед отраслью производства полупроводников проблем, связанных с энергопотреблением и рассеиванием тепла, – говорит Чоу. – Мы применили глобальный подход, разрабатывая решения, включающие системы, микросхемы и технологии, и добавили в нашу 65-нанометровую производственную технологию новые функции, которые позволяют сделать намного больше, чем просто расширить возможности предыдущих технологий».

Полупроводниковые устройства корпорации Intel на базе 65-нанометровой производственной технологии были изготовлены с использованием 300-миллиметровых подложек в производственной лаборатории завода D1D в Хиллсборо (Орегон, США), где была разработана сама технология.

Дополнительную информацию по 65-нанометровой производственной технологии корпорации Intel можно будет узнать из доклада на Международной конференции IEEE по электронным устройствам, которая пройдет в Сан-Франциско 12-15 декабря 2004 года. Также дополнительную информацию можно найти на сайте корпорации Intel, посвященном полупроводниковым технологиям, по адресу http://www.intel.com/research/silicon.