CFA LogoCFA Logo Computer
Новости Статьи Магазин Прайс-лист Драйвера Контакты
Новости
RSS канал новостей
В конце марта компания ASRock анонсировала фирменную линейку графических ускорителей Phantom Gaming. ...
Компания Huawei продолжает заниматься расширением фирменной линейки смартфонов Y Series. Очередное ...
Компания Antec в своем очередном пресс-релизе анонсировала поставки фирменной серии блоков питания ...
Компания Thermalright отчиталась о готовности нового высокопроизводительного процессорного кулера ...
Компания Biostar сообщает в официальном пресс-релизе о готовности флагманской материнской платы ...
Самое интересное
Программаторы 25 SPI FLASH Адаптеры Optibay HDD Caddy Драйвера nVidia GeForce Драйвера AMD Radeon HD Игры на DVD Сравнение видеокарт Сравнение процессоров

АРХИВ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА «МОЙ КОМПЬЮТЕР» ЗА 2003 ГОД

В недрах микросхем 2

Сергей КРУШНЕВИЧ sergeyk@bk.ru

С момента первой публикации статьи из цикла «В недрах микросхем» прошел год. За это время развитие индустрии микроэлектроники не останавливалось ни на одну секунду. Сегодня я постараюсь вкратце изложить суть основных новых технологий, не загружая вас техническими терминами :-).

Растянутый кремний

Совершенству нет предела! Каждый раз, когда инженеры подходят к физической грани, переступить которую не позволяют законы физики, возникает вопрос — неужели дальнейшее развитие невозможно? В этот момент появляется человек, который берется изменить подход к существующим технологиям и предлагает оригинальное решение. Физический предел снова отодвинут, но как долго инженеры смогут находить «новые» решения для старых проблем пока не известно.

Одной из таких инноваций является технология, разработанная корпорацией IBM, которая называется «растянутый кремний» (strained silicon). Официально она была представлена 9 сентября 2003 года. По заявлениям IBM, данная технология позволяет поднять производительность микропроцессоров на 35%, при этом должен снизиться уровень энергопотребления.

Суть технологии заключается в увеличении расстояния между атомами кремния. Для этого используют материал, у которого расстояние между атомами больше, чем у кремния, и «соединяют» их кристаллические решетки. На рисунке 1 показано две кристаллические решетки: кремния (внизу) и растягивающего материала, например, германия (сверху). При сведении этих материалов на расстояния, не превышающих межатомные, между ними возникает взаимодействие (рис. 2). Межатомные силы вызывают искажение строения кристаллической решетки и расстояние между атомами на приконтактном участке изменяется (рис. 3).

Рис. 1.   Рис. 2.

Рис. 3.

Увеличение межатомных расстояний в кремнии приводит к уменьшению сопротивления прохождения основных носителей тока, что вызывает понижение сопротивления канала под затвором и как следствие снижение задержек при передаче тока. При этом также уменьшается тепловыделение при прохождении тока.

Какой результат? Не меняя технологические нормы (90 нм или 130 нм), можно еще немного повысить рабочую частоту чипов и снизить их тепловыделение, «вырастив» всего лишь еще один слой на подложке кремния (рис. 4).

Рис. 4.

Технология «растянутый кремний» разрабатывалась преимущественно для использования совместно с технологией «кремний на изоляторе», которая, в свою очередь, позволяет выращивать элементы микросхемы не только в одной плоскости (приповерхностном шаре), как это было раньше, но и на поверхности подложки в несколько слоев.

По словам представителей IBM, увеличение производительности путем уменьшения размеров отдельных элементов практически исчерпало себя. Дело в том, что размеры отдельных элементов становятся фактически соизмеримы с размерами атомов, а переход на новый (более тонкий) технологический процесс приводит все к большим затратам на переоборудование существующих производственных мощностей. На сегодняшний день для основных гигантов индустрии это обходится в миллиарды долларов. Но по словам IBM, для перехода на новую технологию «растянутый кремний» их производственные мощности кардинальным образом переоборудовать не придется. Однако в корпорации полагают, что новый метод изготовления микросхем будет использован в промышленном производстве не ранее чем через два-три года, хотя в начале 2004 года предполагается появление первых рабочих микросхем. Ну что ж, будем ждать.

Тем, кто стал неравнодушен к этой технологии, советую посетить официальный сайт IBM (http://www.ibm.com или http://www.ibm.com/ru), где вы найдете много красивых фотографий на эту тему.

Но не только на западе изобретают оригинальные решения, и у нас в СНГ есть свои открытия.

Альтернатива «растянутому кремнию»

Бродя по просторам необъятной Всемирной Паутины, я наткнулся на информацию о том, что специалистам Института микроэлектроники и информатики Российской Академии Наук совместно с западными коллегами из Великобритании удалось разработать новую технологию получения основного на сегодняшний день элемента —транзистора, без применения ранее рассмотренной технологии «растянутого кремния» или дальнейшей миниатюризации.

По словам инженеров, переход от равномерной к периодически меняющейся (с периодом меньше 100 нм) концентрации примесей приводит к повышению подвижности дырок и электронов, и как следствие — уменьшению задержек при распространении сигнала. Специально для данного технологического процесса была разработана новая модификация ионной камеры. При перемещении (точнее, пролетании :-)) атомов кремния от источника до подложки (мишени), они слегка сталкиваются, взаимодействуют между собой и образуют на положке волнообразную структуру. Используя данную технологию, по словам разработчиков, можно достичь 8 нм технологического процесса (сейчас «гиганты» начинают переход с 130 нм на 90 нм).

Что можно сказать? Хорошая разработка, главное, чтобы она не осталась незамеченной, как многие интересные проекты отечественных инженеров.

На сегодня все, жду от вас писем. И да будут ваши полупроводники прохладными :-).

Тем, кто не прочитал предыдущие статьи, сообщаю координаты: «В недрах микросхем», МК №52 (223) 2002, №1-2 (224-225), №5 (228), 2003, №16 (239), 2003.

Рекомендуем ещё прочитать:






Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы или вычислите пример: *
captcha
Обновить





Хостинг на серверах в Украине, США и Германии. © www.sector.biz.ua 2006-2015 design by Vadim Popov