业界观察:45nm芯片制作需要更高工艺
在惨烈的市场竞争下,由于利益的驱使和生存的压力,芯片制造商不断通过提高制造工艺来降低成本和生产更高效的芯片-“更小的芯片”,尽管每次工艺的提高都需要投入几十亿美元,但是成倍增加的硅晶圆上芯片生产数量极大地降低了成本。不过在45纳米晶体管和导线的制作过程中,硅晶圆上任何一点灰尘都可能毁坏整个处理器。低效的制作工艺必然减少每个硅晶圆可以生产芯片的数量。
在惨烈的市场竞争下,由于利益的驱使和生存的压力,芯片制造商不断通过提高制造工艺来降低成本和生产更高效的芯片-“更小的芯片”,尽管每次工艺的提高都需要投入几十亿美元,但是成倍增加的硅晶圆上芯片生产数量极大地降低了成本。不过在45纳米晶体管和导线的制作过程中,硅晶圆上任何一点灰尘都可能毁坏整个处理器。低效的制作工艺必然减少每个硅晶圆可以生产芯片的数量。
另一个重要的问题是65纳米和45纳米的制作工艺中,目前光刻机的波长过长。光刻机成本极其昂贵,也无法通过第三方厂商获得,芯片制造商都自己生产。英特尔在65 纳米工艺中采用交互相移掩模技术,使原有的193nm波长可以制作35nm的线宽,从而能够让193纳米波长的光刻设备继续用于65纳米工艺的芯片制造中。而该设备此前广泛用于90纳米精度的芯片生产中,极大的降低了65纳米工艺的实施成本,芯片的量产工作也得以快速实现。
为了解决这些问题,AMD和IBM表示他们将采用三种新的技术来提高生产效率。在旧金山举行IEDM 会议上AMD表示:2008年中期,AMD将生产采用湿浸式微影技术、超低k值互联介质、增强应变硅技术的45纳米芯片。用液体代替空气浸泡硅晶圆,可以降低光的波长,比原来的光刻技术提高40%的效率。如果成功,AMD有望将与英特尔的技术差距缩短为六个月。英特尔却认为这项技术还不够成熟,并没有在 45纳米芯片中采用。
同时,IBM表示计划在2007年下半年生产65纳米的服务器芯片,并在不久的将来推出采用45纳米的服务器和游戏机芯片。AMD和IBM从2003年开始在芯片开发方面进行合作,去年将合同延期到2011年以生产32纳米和22纳米技术的芯片。
对此,英特尔表示在65纳米技术上至少领先AMD一年,并且已经开始生产适用于笔记本、台式机、服务器的采用45纳米技术的Penryn四核芯片,预计将在2007年下半年面市。即使AMD推出45纳米芯片,英特尔也占有很大技术优势,因为芯片的缓存容量对于性能非常重要,可以避免从外部检索引起的数据堵塞。英特尔计划利用“floating-body cells”技术来增加芯片缓存的容量。除了制造工艺的提高,芯片制造商继续开发更小的芯片来提高芯片的性能。通过降低90纳米技术到65纳米技术,英特尔芯片的晶体管密度提高了一倍,漏电量减小五分之一,节电30%。英特尔的技术发展基本遵循摩尔定律,保持每两年升级一次的步伐,其他芯片制造商也亦步亦趋的跟随。现在AMD的制作工艺迎头赶上了。