Student World

SANTA CLARA, USA, 30. srpna 2004 – Společnost Intel dosáhla významného mezníku při přípravě výroby čipů nové generace. Podařilo se jí vyrobit světově nejvyspělejší 65nm (nanometrovou) technologií plně funkční 70megabitový paměťový čip SRAM (static random access memory) s více než půl miliardou paměťových buněk. Tento úspěch zaručuje pokračování strategie společnosti Intel, kdy v souladu s Moorovým zákonem uvádí každý druhý rok nový výrobní postup.

Tranzistory vyráběné novou 65nm (nanometr je jedna miliardtina metru) výrobní technologií mají hradla (přepínače stavu procesoru) dlouhá 35 nm, což je zhruba o 30 procent méně, než tomu bylo u předchozí 90nm technologie. Pro srovnání – do jedné buňky červené krvinky by se vedle sebe vešlo zhruba 100 takových hradel.

Nová výrobní technologie umožňuje umístit do jednoho čipu opět větší množství tranzistorů. Společnosti Intel to umožní výrobu procesorů s několika jádry a doplnění moderních funkcí do budoucích produktů, kupříkladu funkce virtualizace a zabezpečení. Nová 65nm výrobní technologie zahrnuje rovněž řadu vylepšení, umožňujících úsporu energie a navýšení výkonu.

„Společnost Intel pokračuje v uspokojování rostoucích požadavků, modernizuje materiály, postupy a struktury zařízení,“ řekl Sunlin Chou, senior viceprezident a generální ředitel Technology and Manufacturing Group společnosti Intel. „65nm výrobní technologie společnosti Intel má naprosto špičkovou hustotu, výkon a funkce úspory energie. Umožní výrobu čipů s většími schopnostmi a výkonem. Podle současných plánů bude 65nm technologie Intel zavedena v roce 2005, přesně podle Moorova zákona.“

V listopadu 2003 společnost Intel oznámila použití 65nm výrobní technologie při výrobě 4megabitových SRAM pamětí. Od té doby se podařilo vyrobit pomocí tohoto procesu plně funkční 70megabitovou SRAM paměť s čipem o velikosti pouhých 110 mm2. Malé SRAM paměťové buňky umožní integraci větších vyrovnávacích pamětí přímo do procesoru, a tím i navýšení rychlosti. Každá SRAM paměťová buňka obsahuje na ploše 0,57 µm2 šest tranzistorů. Do jednoho čtverečního milimetru, což velikostí odpovídá zhruba tečce kuličkovým perem, by se takových tranzistorů vešlo hezkých 10 milionů.

Nové funkce úspory energie 65nm technologie

Podle Moorova zákona se množství tranzistorů v čipu zdvojnásobí zhruba každé dva roky, což umožňuje rozšíření funkcí a navýšení výkonu při současném snížení ceny za jeden tranzistor. Jak se tranzistory zmenšují, stává se jejich napájení a odvod tepla stále obtížnějším. Je proto nanejvýš důležité zavést nové funkce, techniky a struktury, které umožní pokračování procesu miniaturizace. Společnost Intel tuto problematiku řeší u nové 65nm technologie integrací funkcí úspory energie. Ty budou pro vývoj nových energeticky efektivních výpočetních a komunikačních produktů naprosto nezbytné.

Špičková technologie roztaženého křemíku společnosti Intel, uvedená poprvé u 90nm technologie je ve 65nm dále vylepšena. Druhá generace roztaženého křemíku Intel zvyšuje výkon tranzistoru o 10 až 15 procent a nezhoršuje přitom svod náboje. Díky tomu může být v nových tranzistorech při srovnatelném výkonu až čtyřikrát nižší svod, než tomu je u 90nm tranzistorů. Ve výsledku tak dosahují 65nm tranzistory vyššího výkonu bez výrazně vyšších svodových proudů (vyšší svod vede k většímu zahřívání čipu).

65nm tranzistory Intel mají hradlo zkrácené na 35nm a izolaci silnou 1,2 nm, což vede ke zvýšení výkonu a snížení kapacity hradla. Snížení vlastní kapacity hradla výrazným způsobem omezuje spotřebu celého čipu. Nový výrobní proces dále využívá osm propojovacích měděných vrstev a „low-k“ polovodičový materiál, který urychluje přenos signálu uvnitř čipu a také snižuje jeho energetickou náročnost.

Společnost Intel dále implementovala „uspávací tranzistory“ přímo do 65nm SRAM paměti. Uspávací tranzistory odpojí velké bloky SRAM paměti v období, kdy nejsou právě využívány, čímž regulují spotřebu jedné z energeticky nejnáročnějších partií čipu. Tato funkce bude zvlášť přínosná pro zařízení napájená z baterií, jako jsou třeba notebooky.
„Společnost Intel usilovně pracuje na řešení problémů spojených se spotřebou energie a zahříváním, kterým ostatně čelí celý průmysl polovodičů,“ řekl Sunlin Chou. „K řešení tohoto problému přistupujeme celistvě, vyvíjíme řešení, které zahrnuje celé systémy, jednotlivé čipy i vlastní technologie. Naše 65nm technologie není pouhou replikací předchozího způsobu výroby, obsahuje mnoho novinek.“
Zmíněná polovodičová zařízení byla 65nm výrobní technologií Intel vyrobena v továrně na výrobu 300mm plátků D1D v Hillsboro, USA, kde se rovněž celý postup výroby připravoval.

Další informace o 65nm technologii společnosti Intel budou zveřejněny v tištěné podobě na konferenci IEEE International Electron Devices Meeting v San Francisku, konané 12.-15. prosince. Další informace jsou rovněž k dispozici ve webové prezentaci společnosti Intel na http://www.intel.com/research/silicon.

autor