小白也能看懂:半导体制程工艺出产的隐秘
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小白也能看懂:半导体制程工艺出产的隐秘

2024-12-06 3C-SMT行业
  • 产品概述

  昨日三星宣告全新的10nm LPP工艺现已投产了,而LPP工艺比较骁龙835运用的LPE工艺,功能提高了10%,功耗下降了15%。

  但作为一个辣鸡小编,其实我是看不太懂的,都是10nm制程,怎样还能提高功能呢?这些LPP、LPE都是指的什么,还有之前看到的FinFET这些词又都指的什么?

  信任和小编有相同疑问的读者不在少数,干脆今日咱们就来寻根究底一番,看看现在炽热的半导体终究有哪些隐秘。

  摩尔定律咱们肯定都知道:每过18个月,单位面积上的晶体管数量增加一倍嘛!可是多年来半导体制程从65nm到32nm,再到28nm,还有近两年的14nm、16nm和10nm,感觉也没什么规则啊!

  这儿咱们就需要认识一下尺度的核算办法,以及“半代晋级”和“整代晋级”的概念了。

  首要,单位面积内晶体管数量翻倍并不代表制程就要缩小一半,缩小一半的话单位面积晶体管数量不就翻4倍吗?所以假如要确保两倍的生长,那么整代晋级应该乘以0.7。

  所以从14nm到10nm,以及后边从10nm到7nm,都是遵从了摩尔定律的整代晋级。

  可是在几年曾经,咱们却经历过一段“半代晋级”的风潮,打破了0.7的规则。

  在40nm前后几年,正好是存储器需求快速的提高的时刻段,考虑到0.9倍的制程晋级就能将闪存容量提高1.24倍,且0.9倍的晋级技能简略,半年就能完结,所以不少代工厂开端“半代晋级”制程来协助NAND闪存厂商抢占市场。

  正常来说制程晋级应该是45nm32nm22nm14nm10nm,也便是经典的Tick Tock,可是台积电当年在45nm之后却推出40nm,这也迫使英特尔和三星等厂商打破了规则,在2010年前后启用了NAND专属的35nm制程(风趣的是华为海思四核也用了35nm制程)。

  而鸡贼的台积电后来又跳到28nm,抢占制程高地,这明显让英特尔和三星很不高兴,所以后期三星和英特尔都回到了正常的晋级战略,而且从那以后,英特尔就一向对半代晋级不以为然(恼羞成怒)。

  而台积电在坚持了20nm和16nm两代之后,也自动回到了10nm的正轨。

  原因分外的简略,由于NAND颗粒并不是制程越小功能越好,20nm之后就会产生严峻的电子干扰,所以在20nm制程后,各大厂商都转向了3D NAND技能,再往后咱们也不在NAND的制程上较劲了。

  至于后缀的那些英文其实也不难理解,比方FinFET工艺(留意哦,多少纳米叫制程,而后缀指的是工艺),这一工艺最早由英特尔在22nm制程时提出,而现在英特尔、台积电和三星都用的FinFET。

  由于制程中22nm是指每个晶体管中两个栅极之间的间隔,所以22nm并不是指晶体管尺度,一般一个22nm制程的晶体管尺度高达90nm,而栅极间隔越小电子活动的时刻就越短,所以功能就提高了。

  可是跟着栅极间隔越来越小,绝缘作用就会下降导致漏电,所以每通过几代制程晋级,就需要有一次工艺晋级来处理这一个问题。

  至于FinFET的原理,它的全称是“鳍式场效晶体管”,简略说来便是讲栅极之间的绝缘层加高,来增强绝缘作用削减漏电现象。

  说完了FinFET,咱们还有最终一个后缀,便是昨日报导中的LPP、LPE了。

  其实这些指的都是同一代工艺中的不一样的品种,比方LPE(Low Power Early)指前期低功耗工艺,而LPP(Low Power Plus)指老练的低功耗工艺,而适用于移动电子设备的LP系列其实还包括LPC、LPU。

  而且这些后缀并不是10nm专属,三星FinFET工艺都是这样的命名办法,比方14nm FinFET中,骁龙820是LPP,而骁龙821则是LPU。

  而且除了LP系列之外,并还有主打高功能的HP(High Performance)系列,这其间又分为很多种,这儿就不打开讲了。

  可是这也仅仅三星芯片的区分办法,像台积电尽管也是FinFET工艺,可是却分为了FinFET Plus、FinFET Compact等几种。

  说完了技能,咱们最终不如落到出产上聊一聊?究竟跟着工艺的提高,关于出产设备的要求也渐渐变得高了,曩昔各家在蚀刻晶圆的进程顶用的都是深紫外光微影体系,简称DUV,而跟着制程超越10nm,现在DUV现已满意不了精度要求,这时极紫外光微影体系(EUV)就上线了。

  提到EUV是不是觉得很眼熟?没错,不久前三星刚刚以1.5亿欧元每台的价格从ASML订货了10台EUV,可是ASML这么久也总共才出产了23台,很明显,三星是想在8nm/7nm年代抢占先机。

  这现已不是他们第一次这么做了,最初在OLED的开展初期,他们就买走了市面上仅有7台蒸镀机中的5台(蒸镀是OLED出产中的重要过程),借此延缓了LG和京东方的OLED出产计划。

  总而言之,现在半导体职业在进入10nm年代之后,无疑将会面对制程、工艺以及出产的三重应战,未来三星、台积电和Intel是会持续鼎足之势,仍是会有人旧人掉队、新人参加呢?咱们拭目而待!

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