32 нм технологиясы – CMOS микросхемаларындағы 45 нм процесінен кейінгі кезең. Intel, AMD, Toshiba және IBM микрочиптерінде қолданылды. Жаңа технология туралы біліңіз!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
"32 нм" торабы CMOS (MOSFET) жартылай өткізгіш құрылғысын жасаудағы "45 нм" процесінен кейінгі кезең. "32 нанометр" осы технология деңгейіндегі жад жасушасының орташа жарты арақашықтығын (яғни бірдей элементтер арасындағы қашықтықтың жартысы) білдіреді. Toshiba компаниясы 2009 жылы "32 нм" процесімен коммерциялық 32GiB NAND флэш жад микросхемаларын шығарды. Intel және AMD 2010 жылдардың басында "32 нм" процесін пайдаланып коммерциялық микрочиптер шығарды. IBM және Common Platform сондай-ақ "32 нм" жоғары κ металл қақпа процесін әзірледі. Intel өзінің алғашқы "32 нм" процессорларын 2010 жылдың 7 қаңтарында Westmere архитектурасын қолдана отырып сатуға бастады. Кем дегенде 1997 жылдан бері "процесс тораптары" тек маркетингтік мақсатта аталады және интегралды схеманың өлшемдерімен ешқандай байланысы жоқ; "32 нм" құрылғысындағы қақпа ұзындығы, металл арақашықтығы және қақпа арақашықтығының ешқайсысы отыз екі нанометрге тең емес. "28 нм" торабы "32 нм" процесіне негізделген аралық жартылай тораптың өлшемдерін қысқарту болып табылады. "32 нм" процесі 2012 жылы коммерциялық "22 нм" технологиясымен ығыстырылды.
The "32 nm" node is the step following the "45 nm" process in CMOS (MOSFET) semiconductor device fabrication. "32 nanometre" refers to the average half pitch (i. e., half the distance between identical features) of a memory cell at this technology level. Toshiba produced commercial 32GiB NAND flash memory chips with the "32nm" process in 2009. Intel and AMD produced commercial microchips using the "32 nm" process in the early 2010s. IBM and the Common Platform also developed a "32 nm" high κ metal gate process. Intel began selling its first "32 nm" processors using the Westmere architecture on 7 January 2010. Since at least 1997, "process nodes" have been named purely on a marketing basis, and have no relation to the dimensions on the integrated circuit; neither gate length, nor metal pitch, nor gate pitch on a "32nm" device is thirty two nanometers. The "28 nm" node is an intermediate half node die shrink based on the "32 nm" process. The "32 nm" process was superseded by commercial "22 nm" technology in 2012.
Технологиялық демонстрациялар
"32 нм" технологиясын қолданатын прототиптер алғаш рет 2000-шы жылдардың ортасында пайда болды. 2004 жылы IBM бір қабатта электронды сәулелі литография және фотолитографияны қолдана отырып, 135 нм полигейттік қадамы бар 0,143 мкм² SRAM жасушасын көрсетті. Осындай кішкентай масштабта жасушаның кіріс кернеуінің өзгеруіне сезімталдығы айтарлықтай төмендегені байқалды. 2006 жылдың қазан айында Университеттер аралық микроэлектроника орталығы (IMEC) қос үлгілеу және суға батыру литографиясы негізінде 32 нм жарық үлгілеу мүмкіндігін көрсетті. Жад жасушасының аумағын азайту үшін қос үлгілеуді және гипер NA құралдарын енгізу қажеттілігі 45 нм түйінен осы түйінге көшудің кейбір экономикалық артықшылықтарын жойды. TSMC 2005 жылы "32 нм" түйініндегі 0,183 мкм² алты транзисторлы SRAM жасушасын өндіру үшін суға батыру литографиясымен біріктірілген қос үлгілеуді де қолданды. Intel корпорациясы өзінің алғашқы "32 нм" сынақ чиптерін 2007 жылдың 18 қыркүйегінде Intel Developer Forum-да жұртшылыққа таныстырды. Сынақ чиптерінің жасуша өлшемі 0,182 мкм² болды, екінші буынның жоғары κ қақпалық диэлектригі және металл қақпасы қолданылды, және шамамен екі миллиард транзистордан тұрды. Критикалық қабаттар үшін 193 нм суға батыру литографиясы, ал аз маңызды қабаттар үшін 193 нм немесе 248 нм құрғақ литографиясы қолданылды. Критикалық қадам 112,5 нм болды. 2011 жылдың қаңтар айында Samsung 30 нм мен 39 нм аралығындағы технологиялық өлшемді пайдалана отырып, өнеркәсіптегі алғашқы DDR4 SDRAM модулін әзірлеуді аяқтады. Модуль 1,2 В кернеуде 2,133 Гбит/с деректерді беру жылдамдығына қол жеткізе алады, бұл 1,35 В және 1,5 В DDR3 DRAM-мен салыстырғанда, эквивалентті "30 нм классындағы" технологиялық процесте 1,6 Гбит/с жылдамдыққа тең. Модульде псевдо-ашық дренаж (POD) технологиясы қолданылды, ол DDR4 SDRAM-ға деректерді оқу және жазу кезінде DDR3-тің тұтынатын тоқтың жартысын ғана пайдалануға мүмкіндік беретіндей етіп арнайы бейімделген.
Prototypes using "32 nm" technology first emerged in the mid 2000s. In 2004, IBM demonstrated a 0.143 μm2 SRAM cell with a poly gate pitch of 135 nm, produced using electron beam lithography and photolithography on the same layer. It was observed that the cell's sensitivity to input voltage fluctuations degraded significantly at such a small scale. In October 2006, the Interuniversity Microelectronics Centre (IMEC) demonstrated a 32 nm flash patterning capability based on double patterning and immersion lithography. The necessity of introducing double patterning and hyper NA tools to reduce memory cell area offset some of the cost advantages of moving to this node from the 45 nm node. TSMC similarly used double patterning combined with immersion lithography to produce a "32 nm" node 0.183 μm2 six transistor SRAM cell in 2005. Intel Corporation revealed its first "32 nm" test chips to the public on 18 September 2007 at the Intel Developer Forum. The test chips had a cell size of 0.182 μm2, used a second generation high κ gate dielectric and metal gate, and contained almost two billion transistors. 193 nm immersion lithography was used for the critical layers, while 193 nm or 248 nm dry lithography was used on less critical layers. The critical pitch was 112.5 nm. In January 2011, Samsung completed development of the industry's first DDR4 SDRAM module using a process technology with a size between 30 nm and 39 nm. The module could reportedly achieve data transfer rates of 2.133 Gbit/s at 1.2V, compared to 1.35V and 1.5V DDR3 DRAM at an equivalent "30 nm class" process technology with speeds of up to 1.6 Gbit/s. The module used pseudo open drain (POD) technology, specially adapted to allow DDR4 SDRAM to consume just half the current of DDR3 when reading and writing data.
"32 нм" технологиясын пайдаланатын процессорлар
Intel компаниясының 2010 жылғы қаңтарда шыққан Core i3 және i5 процессорлары "32 нм" технологиясын қолданған алғашқы жаппай өндірілген процессорлардың бірі болды. Intel компаниясының екінші буын Core процессорлары, Sandy Bridge кодолық атауымен, сондай-ақ "32 нм" өндіріс процесін қолданды. Intel-дің Gulftown кодолық атауымен 6 ядролық процессоры Westmere архитектурасына негізделген, 2010 жылғы 16 наурызда Core i7 980x Extreme Edition ретінде шығарылды, бұл процессордың бағасы шамамен 1000 АҚШ доллары болды. Intel-дің төменгі деңгейлі 6 ядролық процессоры, i7 970, 2010 жылғы шілде айының соңында, шамамен 900 АҚШ долларына сатылды. Intel-дің "32 нм" процесінің транзистор тығыздығы бір шаршы миллиметрге (МТр/мм2) 7,11 миллион транзисторға жетеді. AMD де 2010 жылдардың басында "32 нм" SOI процессорларын шығарды. AMD-нің Zambezi кодолық атауымен FX сериялы процессорлары AMD-нің Bulldozer архитектурасына негізделген, 2011 жылғы қазан айында нарыққа ұсынылды. Бұл технологияда "32 нм" SOI процесі, модульге екі CPU ядросы және төрт модульге дейін қолданылды, төрт ядролық дизайнының бағасы шамамен 130 АҚШ доллары, ал сегіз ядролық дизайны – 280 долларға бағаланды. 2011 жылғы қыркүйекте Ambarella Inc. компаниясы 1080p60 ажыратымдылығындағы бейнеге түсіру мүмкіндігін ұсынатын цифрлық камераларға арналған чип жинағында "32 нм" негізіндегі A7L жүйесінің қолжетімділігін жариялады.
Intel's Core i3 and i5 processors, released in January 2010, were among the first mass produced processors to use "32 nm" technology. Intel's second generation Core processors, codenamed Sandy Bridge, also used the "32 nm" manufacturing process. Intel's 6 core processor, codenamed Gulftown and built on the Westmere architecture, was released on 16 March 2010 as the Core i7 980x Extreme Edition, retailing for approximately US$1,000. Intel's lower end 6 core, the i7 970, was released in late July 2010, priced at approximately US$900. Intel's "32nm" process has a transistor density of 7.11 million transistors per square milimeter (MTr/mm2). AMD also released "32 nm" SOI processors in the early 2010s. AMD's FX Series processors, codenamed Zambezi and based on AMD's Bulldozer architecture, were released in October 2011. The technology utilised a "32 nm" SOI process, two CPU cores per module, and up to four modules, ranging from a quad core design costing approximately US$130 to a $280 eight core design. In September 2011, Ambarella Inc. announced the availability of the "32 nm" based A7L system on a chip circuit for digital still cameras, providing 1080p60 high definition video capabilities.
28 нм және 22 нм
"32 нм" технологиясының ізбасары – жартылай өткізгіштердің халықаралық технологиялық жол картасына сәйкес, "22 нм" түйіні болды. Intel компаниясы 2011 жылдың соңында "22 нм" жартылай өткізгіштерін жаппай өндіруді бастап, 2012 жылдың сәуірінде алғашқы коммерциялық "22 нм" құрылғыларын шығарғанын хабарлады. TSMC "32 нм" түйінін өткізіп кете, 2008 жылы "40 нм" -ден тікелей 2011 жылы "28 нм" -ге көшті.
The successor to "32 nm" technology was the "22 nm" node, per the International Technology Roadmap for Semiconductors. Intel began mass production of "22 nm" semiconductors in late 2011, and announced the release of its first commercial "22 nm" devices in April 2012. TSMC bypassed "32nm", jumping from "40nm" in 2008 to "28nm" in 2011.