AMD и IBM работают над 0,045-микронной технологией

Две компании ведут совместные разработки в области совершенствования технологий производства микропроцессоров. Выпуск первых чипов по 0,045-микронному техпроцессу запланирован на середину 2008 года.

На Международной конференции по микроэлектронике (International Electron Devices Meeting - IEDM) в Сан-Франциско компании AMD и IBM поделились своими планами по выпуску процессоров на основе 0,045-микронной технологии, которая позволит добиться повышенной производительности при одновременной снижении себестоимости.

В новом 0,045-микронном технологическом процессе используются несколько перспективных технологий - иммерсионная литография, диэлектрики со сверхнизкой проводимостью (ultra-low-k) и усовершенствованная технология "растяжения" транзисторов. В настоящее время в производстве процессоров применяется традиционная "сухая" литография, которая, в силу технологических ограничений, препятствует внедрению новых техпроцессов с нормами менее 0,065 мкм. Переход на иммерсионную литографию, при которой кремниевые пластины в целях улучшения фокусировки лазерных лучей погружаются в дистиллированную воду, позволит преодолеть эти препятствия и ускорить внедрение более тонких технологических процессов.

В производстве чипов по новой технологии будет применяться разработанная в IBM плёнка SiCOH со сверхнизкой проводимостью (значение k=2,4). Пленки со сверхнизкой диэлектрической проницаемостью позволяют уменьшить паразитную ёмкость соединений и, тем самым, увеличить быстродействие микрочипа и одновременно снизить его энергопотребление.

По словам директора подразделения разработки технологий производства микросхем AMD Джона Пеллерина, его компания не использует стандартные плёнки, выпускаемые фирмой Applied Materials, - в новых техпроцессах применяются собственные разработки, аналогичные по свойствам проводимости, но с улучшенными механическими характеристиками.

Технология "растяжения" транзисторов заключается в растягивании кристаллический решётки кремния: за счёт размещения в чипе плёнки вещества с более крупными атомами, притягивающими мелкие атомы кремния, последние максимально удаляются друг от друга, что даёт снижение эффективной массы электронов. Тем самым обеспечивается ускоренное переключение транзисторов, повышающее общую производительность работы процессора.

В недавно представленных 0,065-микронных процессорах AMD применяется технология Dual-Stress Liners (двойного сжатия подложки), в которой применяются напрягающие материалы, наносящиеся поверх слоя транзисторов и затем вытравливающиеся, при этом изменения в кристаллической решётке кремния сохраняются. Помимо растяжения, здесь используется и сжатие, увечивающее плотность атомов: если первая технология повышает быстродействие транзисторов с N-каналом, переносящим электроны, то благодаря второй растёт быстродействие транзисторов с P-каналом, переносящим дырки с положительным зарядом. Такая комбинация обеспечивает существенное повышение производительности по сравнению с "обычным" растяжением. В 0,045-микронном процессе, по заявлению разработчиков, будут применятся уже четыре различных напрягающих материала, что будет способствовать дальнейшему росту производительности.

Объявлено, что обе компании будут использовать иммерсионные 0,193-микронные сканеры производства компании ASML Holding NV. Кроме того, ASML будет поставлять эти сканеры таким фирмам, как Inotera, IM Flash, Nanya, Samsung и TSMC. AMD, IBM и некоторые другие компании рассматривают возможность применения оборудования ASML в американском исследовательском центре Albany Nanotech, где и осуществляется значительная часть разработок в области новых техпроцессов.

Линии по выпуску процессоров на основе 0,045-микронной технологии на 300-мм пластинах будут установлены как на фабрике AMD в немецком городе Дрезден, так и на заводах IBM в Ист-Фишкилле в американском штате Нью-Йорк. Джон Пеллерин из AMD считает, что благодаря сотрудничеству с IBM партнёры будут избавлены от серьёзных проблем при возможных сбоях и ошибках в процессе внедрения новой технологии. Несколько параллельно работающих фабрик обеспечивают возможность оперативно апробировать новые технологические решения, не нанося ущерба основному серийному производству. В планах AMD и IBM - начать выпуск процессоров по 0,045-микронному процессу в середине 2008 года.

В AMD убеждены, что даже сразу после внедрения новый 0,045-микронный технологический процесс не будет обходиться значительно дороже 0,065-микронного, хотя в настоящее время конкретные цифры никто назвать не готов. При этом ожидается, что после развёртывания серийного производства себестоимость процессоров, выпускаемых по более тонкому техпроцессу, будет ниже, чем у чипов, производимых на базе используемых сегодня технологий.

Сообщение о работе над 0,045-микронным техпроцессом последовало вскоре после объявления AMD о начале выпуска процессоров по 0,065-микронной технологии. Главный конкурент AMD, корпорация Intel, производит микрочипы по 0,065-микронному техпроцессу ещё о октября 2005 года, демонстрируя тем самым своё технологическое превосходство. Более того, Intel намерена сохранять своё преимущество: выпуск первых процессов на базе 0,045-микронной технологии намечен уже на будущий год. При этом в Intel не намерены использовать иммерсионную литографию в этом техпроцессе, обходясь традиционной "сухой" литографией. Иммерсионную литографию планируется использовать лишь в более тонкой 0,032-микронной технологии.