Lo más pequeño no siempre es mejor: los beneficios (y las ganancias) que desaparecen de los procesos más pequeños y la nueva tecnología de fundición

Oblea de silicio

Uno de los temas que hemos discutido, con cierto detalle, es cómo los beneficios de la reducción de nodos de proceso se han reducido a lo largo de los años. Una de las consecuencias de esta transición es que la definición de un nodo de proceso, como en qué constituye o no un procesador de 28 o 22 nm, se ha vuelto cada vez más confusa. Técnicamente, el nodo de proceso es el tamaño del espacio entre la fuente y el drenaje de un transistor. Érase una vez, también se refería al tamaño de la puerta del transistor en sí, pero eso no ha sido cierto desde mediados de la década de 1990. Parte de lo que complica la pregunta es el hecho de que DRAM, NAND y lógica (CPU) tienen características diferentes. Hay muchos tamaños de funciones pertinentes, no solo la métrica que medimos en un 'nodo', y ajustarlos afecta el rendimiento, el consumo de energía y el tamaño de la matriz.

litografía y encogimientos de procesoEste gráfico, producido por IEEE Spectrum, muestra cómo el concepto de 'medio tono', 'nodo' y 'puerta' se sincronizaron originalmente en Intel, pero se desacoplaron más tarde. Gates se redujo más rápidamente que la mitad de los tonos (la mitad de la distancia entre dos características / transistores idénticos), luego se niveló. Y es absolutamente cierto que todo el proceso se está volviendo más confuso. El nodo flash NAND 1Y de SanDisk, anunciado a principios de este año, es construido con la misma tecnología que su nodo 1X pero mejora el tamaño de las celdas de memoria. El hecho de que SanDisk esté reclamando mejoras sin pasar a un nuevo proceso muestra cuán vago es realmente todo el concepto de 'nodo'.

Aún así, no hay duda de que el problema está empeorando. En el pasado, las mejoras de rendimiento se obtenían principalmente a través de reducciones directas de funciones. Sin embargo, durante la última década, hemos visto empresas que implementan una gran variedad de tecnologías adicionales, desde SOI y silicio tensado hasta puertas metálicas de alta k y FinFET. En el lado de la litografía, la adopción de la litografía por inmersión y el doble patrón han permitido que los láseres ArF de 193 nm existentes continúen grabando chips. El ITRS llama a estos métodos 'escala equivalente', porque colectivamente han permitido que la industria continúe reduciendo algunas métricas clave mientras avanza. Y aunque las cosas se han vuelto terriblemente borrosas en cuanto al camino a seguir, la organización aún predice que la nueva tecnología, como Semiconductores III / V Ge y SOI completamente agotado continuará empujando el sobre.



El ingeniero inspecciona una oblea de 28/32 nm

'Sí, creo que es una oblea'.

Por lo tanto, los nodos de proceso se han transformado de descripciones de ingeniería reales que se referían a tamaños de características específicas a términos de marketing que están diseñados para capturar los beneficios de esas ganancias de características en lugar de referirse literalmente al tamaño de cualquier métrica en particular. En realidad, esto no es un problema, siempre que los beneficios existe. El universo está lleno de términos de marketing que ya no están anclados funcionalmente a los estándares que les dieron vida, como lo demuestra el hecho de que todavía hablamos de motores en términos de potencia.

A medida que aumentan las dificultades, las fundiciones hablan de avances en términos más suaves y planifican enfoques híbridos con los que sus clientes no están necesariamente encantados. Se espera que la tecnología de proceso híbrida 20nm / 14nm de GlobalFoundries, por ejemplo, ofrezca el ahorro de energía y las ventajas de rendimiento de una matriz retráctil, pero no el tamaño físicamente más pequeño. Nadie está completamente seguro de qué hacer con esto. La lógica convencional dice que esto debería poner a GF en desventaja en comparación con TSMC, pero eso supone que los competidores de GloFo pueden ofrecer las ventajas 'completas' de 14nm en primer lugar.

IEEE Spectrum discusión reciente de estos temas, sin embargo, es un poco más pesimista y pesimista de lo que realmente se puede justificar. Si bien es cierto que la escala de silicio convencional está llegando a su fin, eso no significa que hayamos agotado las posibilidades de mejorar los diseños.

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