របៀបដែលមីក្រូឈីបត្រូវបានផលិត

ដើម្បីយល់ពីភាពខុសគ្នាសំខាន់រវាងបច្ចេកវិទ្យាទាំងពីរនេះ គឺចាំបាច់ត្រូវធ្វើការសង្ខេបអំពីបច្ចេកវិទ្យាខ្លួនវាសម្រាប់ការផលិត processors ទំនើប ឬសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា។

ដូចដែលត្រូវបានគេស្គាល់ពីវគ្គសិក្សារូបវិទ្យាសាលានៅក្នុងអេឡិចត្រូនិចទំនើបធាតុផ្សំសំខាន់នៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាគឺ p-type និង n-type semiconductors (អាស្រ័យលើប្រភេទនៃចរន្ត) ។ សារធាតុ semiconductor គឺ​ជា​សារធាតុ​ដែល​ល្អ​ជាង​ក្នុង​ការ​ធ្វើ​ចរន្ត​ទៅ​នឹង dielectrics ប៉ុន្តែ​អន់​ជាង​លោហៈ។ ប្រភេទទាំងពីរនៃ semiconductor អាចផ្អែកលើស៊ីលីកុន (Si) ដែលនៅក្នុងទម្រង់ដ៏បរិសុទ្ធរបស់វា (ហៅថា semiconductor ខាងក្នុង) គឺជា conductor ខ្សោយនៃចរន្តអគ្គិសនី ប៉ុន្តែការបន្ថែម (ការរួមបញ្ចូល) នៃភាពមិនបរិសុទ្ធជាក់លាក់មួយចូលទៅក្នុងស៊ីលីកូនធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបាន។ ផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនូវលក្ខណៈចរន្តរបស់វា។ ភាពមិនបរិសុទ្ធមានពីរប្រភេទគឺ៖ អ្នកបរិច្ចាគ និងអ្នកទទួល។ ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយនាំទៅរកការបង្កើតនូវសារធាតុ semiconductors ប្រភេទ n ជាមួយនឹងប្រភេទអេឡិចត្រូនិចនៃ conductivity ខណៈពេលដែលភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួលយកនាំទៅដល់ការបង្កើត p-type semiconductors ជាមួយនឹងប្រភេទរន្ធនៃ conductivity ។ ទំនាក់ទំនងនៃ p- និង n-semiconductors ធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលជាធាតុរចនាសម្ព័ន្ធសំខាន់នៃ microcircuits ទំនើប។ ត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបនេះ ហៅថា CMOS transistors អាចស្ថិតក្នុងស្ថានភាពមូលដ្ឋានពីរ៖ បើក ពេលវាធ្វើចរន្តអគ្គិសនី និងចាក់សោរ ខណៈពេលដែលវាមិនដំណើរការអគ្គិសនី។ ដោយសារត្រង់ស៊ីស្ទ័រ CMOS គឺជាធាតុសំខាន់នៃ microcircuits ទំនើប សូមនិយាយអំពីពួកវាឱ្យបានលម្អិតបន្ថែមទៀត។

របៀបដែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រ CMOS ដំណើរការ

ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ CMOS ប្រភេទ n សាមញ្ញបំផុតមានអេឡិចត្រូតបី៖ ប្រភពច្រកទ្វារ និងបង្ហូរ។ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រខ្លួនវាត្រូវបានផលិតនៅក្នុងប្រភេទ p-type semiconductor ដែលមានរន្ធ conductivity ហើយ n-type semiconductors ដែលមានចរន្តអេឡិចត្រូនិចត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងតំបន់បង្ហូរ និងប្រភព។ តាមធម្មជាតិ ដោយសារតែការសាយភាយនៃរន្ធពីតំបន់ p ទៅតំបន់ n និងការសាយភាយបញ្ច្រាសនៃអេឡិចត្រុងពីតំបន់ n ទៅតំបន់ p នោះស្រទាប់ដែលបាត់បង់ (ស្រទាប់ដែលមិនមានបន្ទុកសំខាន់) ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ នៅព្រំដែនអន្តរកាលនៃ p- និង n- តំបន់។ នៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតា នោះគឺនៅពេលដែលគ្មានវ៉ុលត្រូវបានអនុវត្តទៅច្រកទ្វារ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព "ចាក់សោ" ពោលគឺវាមិនអាចធ្វើចរន្តពីប្រភពទៅបង្ហូរបានទេ។ ស្ថានភាពមិនផ្លាស់ប្តូរទេ ទោះបីជាតង់ស្យុងមួយត្រូវបានអនុវត្តរវាងបង្ហូរ និងប្រភព (យើងមិនគិតពីចរន្តលេចធ្លាយដែលបណ្តាលមកពីចលនារបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកតូចតាចក្រោមឥទិ្ធពលនៃវាលអគ្គីសនីដែលបានបង្កើត ពោលគឺរន្ធសម្រាប់ n-region និងអេឡិចត្រុងសម្រាប់ p-region) ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយប្រសិនបើសក្តានុពលវិជ្ជមានត្រូវបានអនុវត្តទៅច្រកទ្វារ (រូបភាពទី 1) នោះស្ថានភាពនឹងផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង។ នៅក្រោមឥទិ្ធពលនៃវាលអគ្គីសនីនៃច្រកទ្វាររន្ធត្រូវបានរុញចូលទៅក្នុង p-semiconductor ហើយផ្ទុយទៅវិញអេឡិចត្រុងត្រូវបានទាញចូលទៅក្នុងតំបន់នៅក្រោមច្រកទ្វារបង្កើតជាឆានែលដែលសំបូរទៅដោយអេឡិចត្រុងរវាងប្រភពនិងបង្ហូរ។ ប្រសិនបើវ៉ុលវិជ្ជមានត្រូវបានអនុវត្តទៅច្រកទ្វារនោះអេឡិចត្រុងទាំងនេះចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីពីប្រភពទៅបង្ហូរ។ ក្នុងករណីនេះត្រង់ស៊ីស្ទ័រធ្វើចរន្តពួកគេនិយាយថាត្រង់ស៊ីស្ទ័រ "បើក" ។ ប្រសិនបើវ៉ុលត្រូវបានដកចេញពីច្រកទ្វារ អេឡិចត្រុងឈប់ទាញចូលទៅក្នុងតំបន់រវាងប្រភព និងបង្ហូរ ឆានែលចរន្តត្រូវបានបំផ្លាញ ហើយត្រង់ស៊ីស្ទ័រឈប់ឆ្លងកាត់ចរន្ត ពោលគឺវា "ចាក់សោ"។ ដូច្នេះដោយការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលនៅច្រកទ្វារអ្នកអាចបើកឬបិទត្រង់ស៊ីស្ទ័រតាមរបៀបដូចគ្នានឹងអ្នកអាចបើកឬបិទកុងតាក់បិទបើកធម្មតាគ្រប់គ្រងលំហូរនៃចរន្តតាមរយៈសៀគ្វី។ នេះ​ហើយ​ជា​មូលហេតុ​ដែល​ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា​កុងតាក់​អេឡិចត្រូនិក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនដូចកុងតាក់មេកានិចធម្មតាទេ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ CMOS ស្ទើរតែគ្មាននិចលភាព ហើយមានសមត្ថភាពប្តូរពីបើកទៅបិទរដ្ឋរាប់ពាន់លានដងក្នុងមួយវិនាទី! វាគឺជាលក្ខណៈនេះ ពោលគឺសមត្ថភាពក្នុងការប្តូរភ្លាមៗ ដែលចុងក្រោយកំណត់ល្បឿននៃខួរក្បាល ដែលមានផ្ទុកត្រង់ស៊ីស្ទ័រធម្មតារាប់សិបលាន។

ដូច្នេះ សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាទំនើបមានត្រង់ស៊ីស្ទ័រ CMOS សាមញ្ញបំផុតរាប់សិបលាន។ ចូរយើងរស់នៅដោយលម្អិតបន្ថែមទៀតលើដំណើរការផលិតនៃ microcircuits ដែលជាដំណាក់កាលដំបូងគឺការរៀបចំស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន។

ជំហានទី 1. ការរីកលូតលាស់ចន្លោះ

ការបង្កើតស្រទាប់ខាងក្រោមបែបនេះចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការរីកលូតលាស់នៃគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកូនស៊ីឡាំងតែមួយ។ បនា្ទាប់មកចានរាងមូល (wafers) ត្រូវបានកាត់ចេញពីបន្ទះគ្រីស្តាល់តែមួយ (ទទេ) ដែលមានកម្រាស់ប្រហែល 1/40 អ៊ីញ និងអង្កត់ផ្ចិតគឺ 200 មម (8 អ៊ីញ) ឬ 300 មម (12 អ៊ីញ) ។ នេះគឺជាស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនដែលប្រើសម្រាប់ការផលិត microcircuits ។

នៅពេលបង្កើត wafers ពីគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនតែមួយ កាលៈទេសៈត្រូវបានគេយកមកពិចារណាថាសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដ៏ល្អ លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តភាគច្រើនអាស្រ័យទៅលើទិសដៅដែលបានជ្រើសរើស (ទ្រព្យសម្បត្តិ anisotropy) ។ ឧទាហរណ៍ ភាពធន់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុននឹងមានភាពខុសប្លែកគ្នាក្នុងទិសដៅបណ្តោយ និងឆ្លងកាត់។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ អាស្រ័យលើការតំរង់ទិសនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ គ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុននឹងមានប្រតិកម្មខុសគ្នាចំពោះឥទ្ធិពលខាងក្រៅដែលទាក់ទងនឹងដំណើរការបន្ថែមរបស់វា (ឧទាហរណ៍ ការឆ្លាក់ ប្រឡាក់ ជាដើម)។ ដូច្នេះចានត្រូវតែកាត់ចេញពីគ្រីស្តាល់តែមួយតាមរបៀបដែលការតំរង់ទិសនៃបន្ទះគ្រីស្តាល់ទាក់ទងទៅនឹងផ្ទៃត្រូវបានរក្សាយ៉ាងតឹងរ៉ឹងក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ។

ដូចដែលបានកត់សម្គាល់រួចមកហើយអង្កត់ផ្ចិតនៃគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនតែមួយទទេគឺ 200 ឬ 300 ម។ លើសពីនេះទៅទៀតអង្កត់ផ្ចិត 300 មីលីម៉ែត្រគឺជាបច្ចេកវិទ្យាថ្មីដែលយើងនឹងពិភាក្សាខាងក្រោម។ វាច្បាស់ណាស់ថាចានដែលមានអង្កត់ផ្ចិតបែបនេះអាចផ្ទុកបានច្រើនជាងមួយបន្ទះឈីប ទោះបីជាយើងកំពុងនិយាយអំពី Intel Pentium 4 processor ក៏ដោយ។ ជាការពិត មីក្រូសៀគ្វីជាច្រើន (processors) ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើបន្ទះស្រទាប់ខាងក្រោមតែមួយ ប៉ុន្តែសម្រាប់ភាពសាមញ្ញយើង នឹងពិចារណាតែដំណើរការដែលកើតឡើងលើផ្ទៃតូចមួយនៃ microprocessor នាពេលអនាគតមួយ។

ជំហាន 2. ការអនុវត្តខ្សែភាពយន្តការពារនៃ dielectric (SiO2)

បន្ទាប់ពីការបង្កើតស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនដំណាក់កាលនៃការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ semiconductor ដ៏ស្មុគស្មាញបំផុតចាប់ផ្តើម។

ដើម្បីធ្វើដូច្នេះបាន វាចាំបាច់ក្នុងការណែនាំនូវអ្វីដែលហៅថាអ្នកបរិច្ចាគ និងអ្នកទទួលមិនបរិសុទ្ធចូលទៅក្នុងស៊ីលីកុន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយសំណួរកើតឡើងថាតើត្រូវអនុវត្តការណែនាំនៃភាពមិនបរិសុទ្ធតាមលំនាំដែលបានផ្តល់ឱ្យយ៉ាងជាក់លាក់យ៉ាងដូចម្តេច? ដើម្បីធ្វើឱ្យវាអាចទៅរួច តំបន់ទាំងនោះដែលមិនតម្រូវឱ្យមានភាពកខ្វក់ត្រូវបានការពារដោយខ្សែភាពយន្តស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតពិសេស ដោយបន្សល់ទុកតែតំបន់ទាំងនោះដែលត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងដំណើរការបន្ថែម (រូបភាពទី 2)។ ដំណើរការនៃការបង្កើតខ្សែភាពយន្តការពារបែបនេះនៃលំនាំដែលចង់បានមានដំណាក់កាលជាច្រើន។

នៅដំណាក់កាលដំបូង ស៊ីលីកុន wafer ទាំងមូលត្រូវបានគ្របដណ្តប់ទាំងស្រុងជាមួយនឹងខ្សែភាពយន្តស្តើងនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO2) ដែលជាអ៊ីសូឡង់ដ៏ល្អ និងដើរតួជាខ្សែភាពយន្តការពារកំឡុងពេលដំណើរការបន្ថែមទៀតនៃគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុន។ wafers ត្រូវបានដាក់ក្នុងបន្ទប់មួយដែលនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (ពី 900 ទៅ 1100 ° C) និងសម្ពាធ អុកស៊ីហ៊្សែនសាយភាយចូលទៅក្នុងស្រទាប់ផ្ទៃនៃ wafer ដែលនាំទៅដល់ការកត់សុីនៃស៊ីលីកូន និងការបង្កើតខ្សែភាពយន្តនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត។ ដើម្បីឱ្យខ្សែភាពយន្តស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតមានកំរាស់ជាក់លាក់ច្បាស់លាស់ និងមិនមានពិការភាព ចាំបាច់ត្រូវរក្សាសីតុណ្ហភាពថេរនៅគ្រប់ចំណុចទាំងអស់នៃចានកំឡុងពេលដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម។ ប្រសិនបើ wafer ទាំងមូលមិនត្រូវបានគ្របដោយខ្សែភាពយន្តស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតទេនោះរបាំង Si3N4 ត្រូវបានអនុវត្តជាបឋមទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនដើម្បីការពារអុកស៊ីតកម្មដែលមិនចង់បាន។

ជំហានទី 3 អនុវត្ត Photoresist

បន្ទាប់ពីស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនត្រូវបានគ្របដោយខ្សែភាពយន្តការពារនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតវាចាំបាច់ត្រូវយកខ្សែភាពយន្តនេះចេញពីកន្លែងទាំងនោះដែលនឹងត្រូវទទួលរងនូវដំណើរការបន្ថែមទៀត។ ខ្សែភាពយន្តនេះត្រូវបានយកចេញដោយការ etching និងដើម្បីការពារតំបន់ដែលនៅសល់ពីការ etching ស្រទាប់នៃ photoresist ត្រូវបានគេហៅថាត្រូវបានអនុវត្តទៅផ្ទៃនៃចាន។ ពាក្យ "photoresist" សំដៅទៅលើពន្លឺដែលងាយនឹងប្រតិកម្ម និងធន់នឹងសមាសធាតុនៃកត្តាឈ្លានពាន។ ម្យ៉ាងវិញទៀត សមាសធាតុដែលបានប្រើត្រូវតែមានលក្ខណៈសម្បត្តិថតរូបជាក់លាក់ (ក្លាយជារលាយក្រោមឥទ្ធិពលនៃពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេ ហើយត្រូវលាងសម្អាតចេញកំឡុងពេលដំណើរការឆ្លាក់) ហើយម្យ៉ាងវិញទៀត មានភាពធន់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យពួកវាទប់ទល់នឹងការឆ្កូតនៅក្នុងអាស៊ីត និងអាល់កាឡាំង។ , កំដៅ, ល។ គោលបំណងសំខាន់នៃ photoresists គឺដើម្បីបង្កើតភាពធូរស្រាលការពារនៃការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដែលចង់បាន។

ដំណើរការនៃការអនុវត្ត photoresist និងការ irradiation បន្ថែមទៀតរបស់វាជាមួយ ultraviolet យោងទៅតាមលំនាំដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រូវបានគេហៅថា photolithography ហើយរួមបញ្ចូលនូវប្រតិបត្តិការសំខាន់ៗដូចខាងក្រោម: ការបង្កើតស្រទាប់ photoresist (ការព្យាបាលស្រទាប់ខាងក្រោមការទម្លាក់ការស្ងួត) ការបង្កើតការសង្គ្រោះការពារ (ការប៉ះពាល់ ការអភិវឌ្ឍ។ ស្ងួត) និងការផ្ទេររូបភាពទៅស្រទាប់ខាងក្រោម (etching, deposition ល)។

មុនពេលអនុវត្តស្រទាប់ photoresist (រូបភាពទី 3) ទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម ស្រទាប់ក្រោយត្រូវបានទទួលរងនូវការ pretreatment ដែលជាលទ្ធផលដែលការស្អិតរបស់វាទៅនឹងស្រទាប់ photoresist ត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង។ ដើម្បីអនុវត្តស្រទាប់ឯកសណ្ឋាននៃ photoresist វិធីសាស្រ្ត centrifugation ត្រូវបានប្រើ។ ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានដាក់នៅលើថាសបង្វិល (centrifuge) ហើយនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃកម្លាំង centrifugal photoresist ត្រូវបានចែកចាយលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមក្នុងស្រទាប់ស្ទើរតែឯកសណ្ឋាន។ (បើនិយាយអំពីស្រទាប់ឯកសណ្ឋានជាក់ស្តែង មនុស្សម្នាក់ត្រូវគិតគូរពីការពិតដែលថានៅក្រោមសកម្មភាពនៃកំលាំង centrifugal កម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តដែលបានបង្កើតឡើងកើនឡើងពីកណ្តាលទៅគែមទោះជាយ៉ាងណាវិធីសាស្ត្រនៃការអនុវត្ត photoresist នេះអនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សម្នាក់ទប់ទល់នឹងការប្រែប្រួលនៃ កម្រាស់ស្រទាប់ក្នុង ± 10%)

ជំហានទី 4. Lithography

បន្ទាប់ពីការអនុវត្តនិងការស្ងួតនៃស្រទាប់ photoresist ដំណាក់កាលនៃការបង្កើតជំនួយសង្គ្រោះចាំបាច់ចាប់ផ្តើម។ ការធូរស្រាលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការពិតដែលថានៅក្រោមសកម្មភាពនៃវិទ្យុសកម្មអ៊ុលត្រាវីយូឡេដែលធ្លាក់លើតំបន់ជាក់លាក់នៃស្រទាប់ photoresist ក្រោយមកផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការរលាយឧទាហរណ៍តំបន់បំភ្លឺឈប់រលាយក្នុងសារធាតុរំលាយដែលយកតំបន់ចេញ។ នៃស្រទាប់ដែលមិនត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងការបំភ្លឺឬផ្ទុយមកវិញ - តំបន់បំភ្លឺរលាយ។ យោងទៅតាមវិធីនៃការសង្គ្រោះត្រូវបានបង្កើតឡើង photoresists ត្រូវបានបែងចែកទៅជាអវិជ្ជមាននិងវិជ្ជមាន។ photoresists អវិជ្ជមាននៅក្រោមសកម្មភាពនៃវិទ្យុសកម្មអ៊ុលត្រាវីយូឡេបង្កើតជាតំបន់ការពារនៃការសង្គ្រោះ។ photoresists វិជ្ជមាន, ផ្ទុយទៅវិញ, នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសារធាតុរាវនិងត្រូវបានលាងចេញដោយសារធាតុរំលាយ។ ដូច្នោះហើយស្រទាប់ការពារមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងតំបន់ទាំងនោះដែលមិនត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ។

ដើម្បីបំភ្លឺតំបន់ដែលចង់បាននៃស្រទាប់ photoresist គំរូរបាំងពិសេសត្រូវបានប្រើ។ ភាគច្រើនជាញឹកញាប់ ចានកញ្ចក់អុបទិកដែលមានធាតុស្រអាប់ដែលទទួលបានដោយរូបថត ឬវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតត្រូវបានប្រើសម្រាប់គោលបំណងនេះ។ តាមការពិត គំរូបែបនេះមានគំនូរមួយនៃស្រទាប់នៃ microcircuit នាពេលអនាគត (សរុបអាចមានស្រទាប់បែបនេះជាច្រើនរយ)។ ដោយសារតែគំរូនេះគឺជាឯកសារយោង វាត្រូវតែធ្វើឡើងជាមួយនឹងភាពជាក់លាក់ដ៏អស្ចារ្យ។ លើសពីនេះទៀតដោយគិតគូរពីការពិតដែលថា photoplates ជាច្រើននឹងត្រូវបានផលិតដោយប្រើ photomask មួយវាត្រូវតែប្រើប្រាស់បានយូរនិងធន់នឹងការខូចខាត។ ពីនេះវាច្បាស់ណាស់ថា photomask គឺជារបស់ថ្លៃណាស់: អាស្រ័យលើភាពស្មុគស្មាញនៃ microcircuit វាអាចមានតម្លៃរាប់ម៉ឺនដុល្លារ។

កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេឆ្លងកាត់លំនាំបែបនេះ (រូបភាពទី 4) បំភ្លឺតែតំបន់ដែលចង់បាននៃផ្ទៃនៃស្រទាប់ photoresist ។ បន្ទាប់ពីការ irradiation, photoresist ត្រូវបានទទួលរងនូវការអភិវឌ្ឍ, ជាលទ្ធផលនៃផ្នែកដែលមិនចាំបាច់នៃស្រទាប់ត្រូវបានយកចេញ។ នេះបើកផ្នែកដែលត្រូវគ្នានៃស្រទាប់ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត។

ទោះបីជាមានភាពសាមញ្ញជាក់ស្តែងនៃដំណើរការ photolithographic វាគឺជាដំណាក់កាលនៃការផលិត microchip ដែលពិបាកបំផុត។ ការពិតគឺថា ស្របតាមការព្យាករណ៍របស់ Moore ចំនួននៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រនៅលើបន្ទះឈីបតែមួយកំពុងកើនឡើងជាលំដាប់ (កើនឡើងទ្វេដងរៀងរាល់ពីរឆ្នាំម្តង)។ ការកើនឡើងនៃចំនួនត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបនេះគឺអាចធ្វើទៅបានតែដោយសារតែការថយចុះនៃទំហំរបស់វា ប៉ុន្តែវាពិតជាការថយចុះដែល "សម្រាក" នៅលើដំណើរការ lithography ។ ដើម្បីធ្វើឱ្យត្រង់ស៊ីស្ទ័រមានទំហំតូចជាងមុន វាចាំបាច់ក្នុងការកាត់បន្ថយវិមាត្រធរណីមាត្រនៃបន្ទាត់ដែលបានអនុវត្តទៅស្រទាប់ photoresist ។ ប៉ុន្តែវាមានដែនកំណត់ចំពោះអ្វីគ្រប់យ៉ាង - វាមិនងាយស្រួលទេក្នុងការផ្តោតពន្លឺឡាស៊ែរទៅចំណុចមួយ។ ការពិតគឺថា អនុលោមតាមច្បាប់នៃរលកអុបទិក ទំហំចំណុចអប្បបរមាដែលកាំរស្មីឡាស៊ែរត្រូវបានផ្តោត (តាមពិត នេះមិនមែនគ្រាន់តែជាកន្លែងមួយប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែជាគំរូនៃការបង្វែរ) ត្រូវបានកំណត់ ក្នុងចំណោមកត្តាផ្សេងទៀត ដោយ រលកពន្លឺ។ ការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យា lithographic ចាប់តាំងពីការច្នៃប្រឌិតរបស់ខ្លួននៅដើមទសវត្សរ៍ទី 70 បានស្ថិតនៅក្នុងទិសដៅនៃការធ្វើឱ្យខ្លីនៃរលកពន្លឺ។ នេះគឺជាអ្វីដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកាត់បន្ថយទំហំនៃធាតុសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា។ ចាប់តាំងពីពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេដែលផលិតដោយឡាស៊ែរត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុង photolithography ។ គំនិតនេះគឺសាមញ្ញ៖ ប្រវែងរលកនៃកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេគឺខ្លីជាងប្រវែងរលកនៃពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ ដូច្នេះវាអាចទទួលបានបន្ទាត់ល្អិតល្អន់លើផ្ទៃនៃ photoresist ។ រហូតមកដល់ពេលថ្មីៗនេះ កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេជ្រៅ (Deep Ultra Violet, DUV) ដែលមានប្រវែងរលក 248 nm ត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់ lithography ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅពេលដែល photolithography ឆ្លងកាត់ព្រំដែននៃ 200 nm បញ្ហាធ្ងន់ធ្ងរបានកើតឡើងជាលើកដំបូងដែលចោទជាសំណួរអំពីលទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យានេះបន្ថែមទៀត។ ឧទាហរណ៍ នៅចម្ងាយរលកតិចជាង 200 µm ពន្លឺច្រើនពេកត្រូវបានស្រូបយកដោយស្រទាប់រស្មីសំយោគ ដូច្នេះដំណើរការនៃការផ្ទេរគំរូសៀគ្វីទៅខួរក្បាលកាន់តែស្មុគស្មាញ និងយឺតជាង។ បញ្ហា​ដូច​នេះ​កំពុង​ជំរុញ​ឱ្យ​អ្នក​ស្រាវ​ជ្រាវ និង​អ្នក​ផលិត​ស្វែង​រក​ជម្រើស​ផ្សេង​ទៀត​ចំពោះ​បច្ចេក​វិទ្យា lithographic បែប​បុរាណ។

បច្ចេកវិទ្យា lithography ថ្មីហៅថា EUV lithography (Extreme UltraViolet ultraviolet radiation) គឺផ្អែកលើការប្រើប្រាស់កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេដែលមានរលកប្រវែង 13 nm។

ការផ្លាស់ប្តូរពី DUV ទៅ EUV lithography ផ្តល់នូវការកាត់បន្ថយរលកចម្ងាយច្រើនជាង 10 ដង និងការផ្លាស់ប្តូរទៅជួរដែលវាអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងទំហំអាតូមតែពីរបីដប់ប៉ុណ្ណោះ។

បច្ចេកវិទ្យា lithographic បច្ចុប្បន្នធ្វើឱ្យវាអាចអនុវត្តគំរូដែលមានទទឹង conductor អប្បបរមា 100 nm ខណៈពេលដែល EUV lithography ធ្វើឱ្យវាអាចបោះពុម្ពបន្ទាត់ដែលមានទទឹងតូចជាង - រហូតដល់ 30 nm ។ ការគ្រប់គ្រងកាំរស្មីអ៊ុលត្រាសោនគឺមិនងាយស្រួលដូចដែលវាហាក់ដូចជានោះទេ។ ចាប់តាំងពីវិទ្យុសកម្ម EUV ត្រូវបានស្រូបយកបានយ៉ាងល្អដោយកញ្ចក់ បច្ចេកវិទ្យាថ្មីពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើប្រាស់កញ្ចក់ប៉ោងពិសេសចំនួនបួនដែលកាត់បន្ថយ និងផ្តោតរូបភាពដែលទទួលបានបន្ទាប់ពីអនុវត្តរបាំងមុខ (រូបភាពទី 5 , , )។ កញ្ចក់នីមួយៗមានស្រទាប់លោហធាតុចំនួន 80 កម្រាស់ប្រហែល 12 អាតូម។

ជំហានទី 5 ការឆ្លាក់

បន្ទាប់ពីស្រទាប់ photoresist ត្រូវបានបំភ្លឺ ដំណាក់កាល etching ចាប់ផ្តើមដើម្បីយកខ្សែភាពយន្ត silicon dioxide (រូបភាព 8) ។

ដំណើរការនៃការជ្រលក់ទឹកត្រូវបានភ្ជាប់ជាញឹកញាប់ជាមួយនឹងការងូតទឹកអាស៊ីត។ វិធីសាស្រ្តនៃការឆ្លាក់ទឹកអាស៊ីតនេះត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់ចំពោះអ្នកស្ម័គ្រចិត្តវិទ្យុដែលផលិតបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ពដោយខ្លួនឯង។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះគំរូនៃបន្ទះនាពេលអនាគតត្រូវបានអនុវត្តទៅ foil textolite ជាមួយនឹងវ៉ារនីសដែលដើរតួជាស្រទាប់ការពារហើយបន្ទាប់មកចានត្រូវបានទម្លាក់ចូលទៅក្នុងអាងងូតទឹកជាមួយអាស៊ីតនីទ្រិច។ ផ្នែកដែលមិនចាំបាច់នៃ foil ត្រូវបាន etched ឆ្ងាយ, លាតត្រដាង textolite ស្អាត។ វិធីសាស្រ្តនេះមានគុណវិបត្តិមួយចំនួន ដែលសំខាន់គឺអសមត្ថភាពក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការដកស្រទាប់ចេញបានត្រឹមត្រូវ ដោយសារកត្តាច្រើនពេកប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការ etching: កំហាប់អាស៊ីត សីតុណ្ហភាព convection ជាដើម។ លើសពីនេះទៀតអាស៊ីតមានអន្តរកម្មជាមួយសម្ភារៈនៅគ្រប់ទិសទីហើយជ្រាបចូលបន្តិចម្តង ៗ នៅក្រោមគែមនៃរបាំង photoresist ពោលគឺវាបំផ្លាញស្រទាប់ដែលគ្របដណ្តប់ដោយ photoresist ពីចំហៀង។ ដូច្នេះនៅក្នុងការផលិតឧបករណ៍កែច្នៃវិធីសាស្ត្រ etching ស្ងួតដែលត្រូវបានគេហៅថាប្លាស្មាត្រូវបានគេប្រើផងដែរ។ វិធីសាស្រ្តនេះធ្វើឱ្យវាអាចគ្រប់គ្រងដំណើរការ etching យ៉ាងត្រឹមត្រូវ ហើយការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃស្រទាប់ etched កើតឡើងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងក្នុងទិសដៅបញ្ឈរ។

ការឆ្លាក់ស្ងួតប្រើឧស្ម័នអ៊ីយ៉ូដ (ប្លាស្មា) ដើម្បីយកស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតចេញពីផ្ទៃ wafer ដែលមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងផ្ទៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតដើម្បីបង្កើតជាផលិតផលងាយនឹងបង្កជាហេតុ។

បន្ទាប់ពីនីតិវិធី etching នោះគឺនៅពេលដែលតំបន់ដែលចង់បាននៃ silicon សុទ្ធត្រូវបានលាតត្រដាង, នៅសល់នៃ photolayer ត្រូវបានយកចេញ។ ដូច្នេះលំនាំស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតនៅតែមាននៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន។

ជំហានទី 6. ការសាយភាយ (ការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង)

សូមចាំថាដំណើរការមុននៃការបង្កើតលំនាំចាំបាច់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនគឺត្រូវបានទាមទារដើម្បីបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ semiconductor នៅកន្លែងដែលត្រឹមត្រូវដោយការណែនាំពីភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ ឬអ្នកទទួល។ ដំណើរការនៃការបញ្ចូលភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានអនុវត្តដោយមធ្យោបាយនៃការសាយភាយ (រូបភាពទី 9) ការបញ្ចូលឯកសណ្ឋាននៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធទៅក្នុងបន្ទះគ្រីស្តាល់នៃស៊ីលីកុន។ ដើម្បីទទួលបានសារធាតុ semiconductor ប្រភេទ n ជាធម្មតាត្រូវបានគេប្រើ antimony អាសេនិច ឬផូស្វ័រ។ ដើម្បីទទួលបានប្រភេទ p-type semiconductor, boron, gallium ឬ aluminium ត្រូវបានគេប្រើជាសារធាតុមិនបរិសុទ្ធ។

ការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានប្រើសម្រាប់ដំណើរការសាយភាយសារធាតុ dopant ។ ដំណើរការនៃការផ្សាំមាននៅក្នុងការពិតដែលថាអ៊ីយ៉ុងនៃភាពមិនបរិសុទ្ធដែលត្រូវការត្រូវបាន "បាញ់ចេញ" ពីឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនវ៉ុលខ្ពស់ហើយមានថាមពលគ្រប់គ្រាន់ជ្រាបចូលទៅក្នុងស្រទាប់ផ្ទៃនៃស៊ីលីកុន។

ដូច្នេះនៅចុងបញ្ចប់នៃដំណាក់កាល implantation អ៊ីយ៉ុង ស្រទាប់ចាំបាច់នៃរចនាសម្ព័ន្ធ semiconductor ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុង microprocessors អាចមានស្រទាប់បែបនេះជាច្រើន។ ស្រទាប់ស្តើងបន្ថែមនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតត្រូវបានដាំដុះដើម្បីបង្កើតស្រទាប់បន្ទាប់នៅក្នុងដ្យាក្រាមសៀគ្វីលទ្ធផល។ បន្ទាប់ពីនោះស្រទាប់នៃស៊ីលីកុន polycrystalline និងស្រទាប់មួយទៀតនៃ photoresist ត្រូវបានអនុវត្ត។ កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេត្រូវបានឆ្លងកាត់របាំងទីពីរហើយគូសបញ្ជាក់លំនាំដែលត្រូវគ្នានៅលើស្រទាប់រូបថត។ បន្ទាប់មកដំណាក់កាលនៃការរំលាយ photolayer, etching និង ion implantation តាមម្តងទៀត។

ជំហានទី 7 Sputtering និង Deposition

ការដាក់ស្រទាប់ថ្មីត្រូវបានអនុវត្តជាច្រើនដងខណៈពេលដែល "បង្អួច" ត្រូវបានទុកសម្រាប់ការតភ្ជាប់ interlayer នៅក្នុងស្រទាប់ដែលត្រូវបានបំពេញដោយអាតូមដែក; ជាលទ្ធផលបន្ទះដែកត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើគ្រីស្តាល់ - តំបន់ចរន្ត។ ដូច្នេះនៅក្នុង processors ទំនើប តំណភ្ជាប់ត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងស្រទាប់ដែលបង្កើតជាគ្រោងការណ៍បីវិមាត្រដ៏ស្មុគស្មាញ។ ដំណើរការនៃការរីកលូតលាស់ និងដំណើរការស្រទាប់ទាំងអស់មានរយៈពេលជាច្រើនសប្តាហ៍ ហើយវដ្តនៃការផលិតខ្លួនវាមានច្រើនជាង 300 ដំណាក់កាល។ ជាលទ្ធផល ដំណើរការដូចគ្នារាប់រយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើ wafer ស៊ីលីកុន។

ដើម្បីទប់ទល់នឹងផលប៉ះពាល់ដែល wafers ត្រូវបានទទួលរងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការស្រទាប់ ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនត្រូវបានបង្កើតឡើងដំបូងក្រាស់គ្រប់គ្រាន់។ ដូច្នេះមុនពេលកាត់ចានចូលទៅក្នុងម៉ាស៊ីនដំណើរការនីមួយៗកម្រាស់របស់វាត្រូវបានកាត់បន្ថយ 33% ហើយភាពកខ្វក់ត្រូវបានយកចេញពីផ្នែកខាងបញ្ច្រាស។ បន្ទាប់មកស្រទាប់នៃសម្ភារៈពិសេសមួយត្រូវបានអនុវត្តទៅផ្នែកខាងក្រោយនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការភ្ជាប់គ្រីស្តាល់ទៅនឹងករណីនៃដំណើរការនាពេលអនាគត។

ជំហានទី 8. ជំហានចុងក្រោយ

នៅចុងបញ្ចប់នៃវដ្តនៃការបង្កើត ដំណើរការទាំងអស់ត្រូវបានសាកល្បងយ៉ាងហ្មត់ចត់។ បន្ទាប់មកគ្រីស្តាល់ជាក់លាក់ដែលបានឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តរួចហើយត្រូវបានកាត់ចេញពីបន្ទះស្រទាប់ខាងក្រោមដោយប្រើឧបករណ៍ពិសេស (រូបភាព 10) ។

microprocessor នីមួយៗត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងលំនៅដ្ឋានការពារ ដែលផ្តល់នូវការតភ្ជាប់អគ្គិសនីនៃបន្ទះឈីប microprocessor ជាមួយឧបករណ៍ខាងក្រៅផងដែរ។ ប្រភេទកញ្ចប់អាស្រ័យលើប្រភេទ និងកម្មវិធីដែលចង់បានរបស់ microprocessor។

បនា្ទាប់ពីត្រូវបានផ្សាភ្ជាប់ទៅក្នុងលំនៅដ្ឋាន មីក្រូដំណើរការនីមួយៗត្រូវបានធ្វើតេស្តឡើងវិញ។ ម៉ាស៊ីនដំណើរការដែលមានកំហុសត្រូវបានច្រានចោល ហើយឧបករណ៍ដែលអាចប្រើបានគឺត្រូវឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តភាពតានតឹង។ បន្ទាប់មកប្រព័ន្ធដំណើរការត្រូវបានតម្រៀបដោយផ្អែកលើឥរិយាបថរបស់ពួកគេនៅល្បឿននាឡិកាផ្សេងៗ និងវ៉ុលផ្គត់ផ្គង់។

បច្ចេកវិទ្យាសន្យា

ដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជាសម្រាប់ការផលិត microcircuits (ជាពិសេស processors) ត្រូវបានពិចារណាដោយពួកយើងក្នុងវិធីសាមញ្ញបំផុត។ ប៉ុន្តែសូម្បីតែការធ្វើបទបង្ហាញដ៏ស្រើបស្រាលបែបនេះក៏ធ្វើឱ្យវាអាចយល់ពីការលំបាកផ្នែកបច្ចេកវិទ្យាដែលមនុស្សម្នាក់ត្រូវប្រឈមមុខនៅពេលកាត់បន្ថយទំហំនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មុននឹងពិចារណាលើបច្ចេកវិទ្យាថ្មី សូមឆ្លើយសំណួរដែលដាក់នៅដើមអត្ថបទ៖ តើអ្វីជាបទដ្ឋាននៃដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជា ហើយតាមពិតតើបទដ្ឋាននៃការរចនា 130 nm ខុសពីបទដ្ឋាន 180 nm យ៉ាងដូចម្តេច? ? 130 nm ឬ 180 nm គឺជាចម្ងាយអប្បបរមាលក្ខណៈរវាងធាតុជាប់គ្នាពីរនៅក្នុងស្រទាប់មួយនៃ microcircuit នោះគឺជាប្រភេទនៃជំហានក្រឡាចត្រង្គដែលធាតុមីក្រូសៀគ្វីត្រូវបានចង។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាច្បាស់ណាស់ថាទំហំលក្ខណៈនេះតូចជាង ត្រង់ស៊ីស្ទ័រកាន់តែច្រើនអាចត្រូវបានដាក់នៅលើតំបន់បន្ទះឈីបដូចគ្នា។

បច្ចុប្បន្ន Intel processors ប្រើដំណើរការផលិត 0.13 micron។ បច្ចេកវិទ្យានេះត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតប្រព័ន្ធដំណើរការ Intel Pentium 4 ជាមួយនឹងស្នូល Northwood, ដំណើរការ Intel Pentium III ជាមួយនឹងស្នូល Tualatin និងដំណើរការ Intel Celeron ។ នៅក្នុងករណីនៃការប្រើប្រាស់ដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជាបែបនេះទទឹងដែលមានប្រយោជន៍នៃឆានែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រគឺ 60 nm ហើយកម្រាស់នៃស្រទាប់អុកស៊ីដច្រកទ្វារមិនលើសពី 1,5 nm ។ សរុបមក អង្គដំណើរការ Intel Pentium 4 មានផ្ទុកត្រង់ស៊ីស្ទ័រ 55 លាន។

រួមជាមួយនឹងការបង្កើនដង់ស៊ីតេនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រនៅក្នុងបន្ទះឈីបដំណើរការ បច្ចេកវិទ្យា 0.13-micron ដែលជំនួស 0.18-micron មានការច្នៃប្រឌិតផ្សេងទៀត។ ដំបូងវាប្រើការតភ្ជាប់ទង់ដែងរវាងត្រង់ស៊ីស្ទ័របុគ្គល (នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា 0.18 មីក្រូន ការតភ្ជាប់គឺអាលុយមីញ៉ូម)។ ទីពីរ បច្ចេកវិទ្យា 0.13 micron ផ្តល់នូវការប្រើប្រាស់ថាមពលទាប។ ជាឧទាហរណ៍ សម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាទូរស័ព្ទ នេះមានន័យថាការប្រើប្រាស់ថាមពលរបស់ microprocessors កាន់តែតិច ហើយថ្មកាន់បានយូរ។

ជាការប្រសើរណាស់ ការច្នៃប្រឌិតចុងក្រោយដែលត្រូវបានបញ្ចូលក្នុងការផ្លាស់ប្តូរទៅជាដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជា 0.13-micron គឺការប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុន wafers (wafer) ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 300 mm។ សូមចាំថាមុននោះ ដំណើរការ និង microcircuits ភាគច្រើនត្រូវបានផលិតនៅលើមូលដ្ឋាននៃ wafers 200 mm ។

ការបង្កើនអង្កត់ផ្ចិត wafer កាត់បន្ថយថ្លៃដើមនៃ processor នីមួយៗ និងបង្កើនទិន្នផលនៃផលិតផលដែលមានគុណភាពគ្រប់គ្រាន់។ ជាការពិតណាស់ តំបន់នៃ wafer ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 300 មីលីម៉ែត្រគឺធំជាង 2.25 ដងនៃផ្ទៃនៃ wafer ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 200 មីលីម៉ែត្ររៀងគ្នា ហើយចំនួននៃដំណើរការដែលទទួលបានពី wafer មួយដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 300 មគឺធំជាងពីរដង។

ក្នុងឆ្នាំ 2003 ការណែនាំនៃដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជាថ្មីជាមួយនឹងស្តង់ដាររចនាទាបជាង ពោលគឺ 90-nanometer ត្រូវបានរំពឹងទុក។ បច្ចេកវិទ្យាដំណើរការថ្មីដែល Intel នឹងផលិតផលិតផលរបស់ខ្លួនភាគច្រើន រួមមាន processors, chipsets និងឧបករណ៍ទំនាក់ទំនងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅរោងចក្រ 300mm wafer pilot plant D1C របស់ Intel នៅ Hillsboro, Oregon។

នៅថ្ងៃទី 23 ខែតុលា ឆ្នាំ 2002 សាជីវកម្ម Intel បានប្រកាសពីការបើករោងចក្រថ្មី 2 ពាន់លានដុល្លារនៅ Rio Rancho រដ្ឋ New Mexico ។ រោងចក្រថ្មីនេះ មានឈ្មោះថា F11X នឹងប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាទំនើបបំផុត ដើម្បីផលិត processors នៅលើ wafers 300mm ដោយប្រើដំណើរការរចនា 0.13 micron។ នៅឆ្នាំ 2003 រោងចក្រនេះនឹងត្រូវបានផ្ទេរទៅដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជាដែលមានស្តង់ដាររចនានៃ 90 nm ។

លើសពីនេះទៀត Intel បានប្រកាសរួចហើយអំពីការបន្តការសាងសង់រោងចក្រផលិតមួយផ្សេងទៀតនៅ Fab 24 នៅ Leixlip ប្រទេសអៀរឡង់ ដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីផលិតសមាសធាតុ semiconductor នៅលើ wafers ស៊ីលីកុន 300mm ជាមួយនឹងច្បាប់រចនា 90nm ។ សហគ្រាសថ្មីដែលមានផ្ទៃដីសរុបជាង 1 លានម៉ែត្រការ៉េ។ ជើងជាមួយនឹងបន្ទប់ស្អាតជាពិសេសជាមួយនឹងផ្ទៃដី 160 ពាន់ម៉ែត្រការ៉េ។ ជើងត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងដំណើរការនៅពាក់កណ្តាលដំបូងនៃឆ្នាំ 2004 ហើយនឹងផ្តល់ការងារដល់មនុស្សជាងមួយពាន់នាក់។ តម្លៃនៃវត្ថុគឺប្រហែល 2 ពាន់លានដុល្លារ។

ដំណើរការ 90nm ប្រើបច្ចេកវិទ្យាទំនើបមួយចំនួន។ ទាំងនេះរួមមានត្រង់ស៊ីស្ទ័រ CMOS តូចជាងគេបំផុតរបស់ពិភពលោកដែលមានប្រវែងច្រកទ្វារ 50 nm (រូបភាពទី 11) ដែលផ្តល់នូវការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល និងស្រទាប់អុកស៊ីដទ្វារស្តើងបំផុតនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រណាដែលផលិតត្រឹមតែ 1.2 nm (រូបភាព 12) ។ ឬតិចជាង 5 ស្រទាប់អាតូមិច ហើយការអនុវត្តដំបូងរបស់ឧស្សាហកម្មនៃបច្ចេកវិទ្យាស៊ីលីកុនបានសង្កត់ធ្ងន់លើការអនុវត្តខ្ពស់។

ក្នុងចំណោមលក្ខណៈដែលបានរាយបញ្ជី ប្រហែលជាមានតែគំនិតនៃ "ស៊ីលីកុនដែលមានភាពតានតឹង" ប៉ុណ្ណោះដែលចាំបាច់ត្រូវផ្តល់យោបល់លើ (រូបភាពទី 13)។ នៅក្នុងស៊ីលីកុនបែបនេះចម្ងាយរវាងអាតូមគឺធំជាងនៅក្នុង semiconductor ធម្មតា។ នេះ​ជា​ការ​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​ចរន្ត​ហូរ​កាន់​តែ​ច្រើន​ដោយ​សេរី ស្រដៀង​គ្នា​នឹង​របៀប​ដែល​យានជំនិះ​ដែល​មាន​គន្លង​ផ្លូវ​ធំ​ជាង​នេះ​ធ្វើ​ចលនា​ដោយ​សេរី និង​លឿន​ជាង។

ជាលទ្ធផលនៃការច្នៃប្រឌិតទាំងអស់ការសម្តែងរបស់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង 10-20% ខណៈពេលដែលបង្កើនតម្លៃផលិតកម្មត្រឹមតែ 2% ប៉ុណ្ណោះ។

លើសពីនេះទៀតដំណើរការ 90nm ប្រើស្រទាប់ប្រាំពីរក្នុងមួយបន្ទះឈីប (រូបភាពទី 14) ស្រទាប់មួយច្រើនជាងដំណើរការ 130nm និងការតភ្ជាប់ទង់ដែង។

លក្ខណៈពិសេសទាំងអស់នេះរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយ wafers ស៊ីលីកុន 300 មីលីម៉ែត្រផ្តល់ឱ្យ Intel នូវអត្ថប្រយោជន៍ បរិមាណ និងតម្លៃ។ អ្នកប្រើប្រាស់ក៏ទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ផងដែរ ដោយសារបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការថ្មីរបស់ Intel អនុញ្ញាតឱ្យឧស្សាហកម្មនេះបន្តវិវឌ្ឍស្របតាមច្បាប់របស់ Moore ដោយធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការដំណើរការរបស់ខួរក្បាលម្តងហើយម្តងទៀត។

សេចក្តីផ្តើម។ ២

1. បច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការផលិត microprocessors ។ បួន

1.2 ដំណាក់កាលសំខាន់នៃការផលិត។ ប្រាំបី

1.3 ការរីកលូតលាស់ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត និងបង្កើតតំបន់ចរន្ត។ ៩

1.4 ការធ្វើតេស្ត។ ដប់មួយ

1.5 ការផលិតករណី។ ដប់មួយ

1.6 ទស្សនវិស័យសម្រាប់ផលិតកម្ម។ ១២

2. លក្ខណៈពិសេសនៃការផលិត microprocessors ។ ដប់ប្រាំបី

3. ដំណាក់កាលបច្ចេកវិទ្យានៃការផលិត microprocessors ។ ២៦

3.1 របៀបដែលបន្ទះសៀគ្វីត្រូវបានបង្កើតឡើង .. 26

1.2 វាទាំងអស់ចាប់ផ្តើមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម។ ២៧

1.3 ការផលិតស្រទាប់ខាងក្រោម។ ២៧

1.4 សារធាតុញៀន ការសាយភាយ។ ២៩

1.5 ការបង្កើតរបាំងមុខ។ សាមសិប

1.6 ការថតរូបភាព។ ៣១

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន។ ៣៧

ឯកសារយោង.. ៣៨

សេចក្តីផ្តើម

microprocessors ទំនើបគឺជា microcircuits លឿន និងឆ្លាតវៃបំផុតនៅក្នុងពិភពលោក។ ពួកគេអាចដំណើរការបានរហូតដល់ 4 ពាន់លានក្នុងមួយវិនាទី ហើយត្រូវបានផលិតដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាផ្សេងៗគ្នាជាច្រើន។ ចាប់តាំងពីដើមទសវត្សរ៍ទី 90 នៃសតវត្សទី 20 នៅពេលដែល processors ចូលទៅក្នុងការប្រើប្រាស់ដ៏ធំ ពួកគេបានឆ្លងកាត់ដំណាក់កាលជាច្រើននៃការអភិវឌ្ឍន៍។ ការអភិវឌ្ឍន៍នៃរចនាសម្ព័ន្ធ microprocessor ដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាដែលមានស្រាប់នៃ microprocessors ជំនាន់ទី 6 គឺឆ្នាំ 2002 នៅពេលដែលវាអាចប្រើបានដើម្បីប្រើប្រាស់លក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋានទាំងអស់របស់ silicon ដើម្បីទទួលបានប្រេកង់ខ្ពស់ជាមួយនឹងការខាតបង់តិចបំផុតក្នុងការផលិត និងការបង្កើតសៀគ្វីតក្កវិជ្ជា។ ឥឡូវនេះប្រសិទ្ធភាពនៃដំណើរការថ្មីកំពុងធ្លាក់ចុះបន្តិច បើទោះបីជាមានការកើនឡើងជាបន្តបន្ទាប់នៃប្រេកង់នៃគ្រីស្តាល់ក៏ដោយ។

microprocessor គឺជាសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដែលបង្កើតឡើងនៅលើបន្ទះឈីប silicon តូចមួយ។ ស៊ីលីកុនត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងមីក្រូសៀគ្វីដោយសារតែការពិតដែលថាវាមានលក្ខណៈសម្បត្តិ semiconductor: ចរន្តអគ្គិសនីរបស់វាគឺធំជាង dielectrics ប៉ុន្តែតិចជាងលោហៈ។ ស៊ីលីកុនអាចត្រូវបានបង្កើតទាំងអ៊ីសូឡង់ដែលការពារចលនានៃបន្ទុកអគ្គីសនីនិងចំហាយ - បន្ទាប់មកបន្ទុកអគ្គីសនីនឹងឆ្លងកាត់វាដោយសេរី។ ចរន្តនៃ semiconductor អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការណែនាំមិនបរិសុទ្ធ។

microprocessor មានផ្ទុកត្រង់ស៊ីស្ទ័ររាប់លានដែលតភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមកដោយ conductors ស្តើងបំផុតធ្វើពីអាលុយមីញ៉ូម ឬទង់ដែង ហើយប្រើសម្រាប់ដំណើរការទិន្នន័យ។ នេះជារបៀបដែលសំបកកង់ខាងក្នុងត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ជាលទ្ធផល microprocessor ដំណើរការមុខងារជាច្រើន - ពីប្រតិបត្តិការគណិតវិទ្យា និងឡូជីខល ដល់ការគ្រប់គ្រងប្រតិបត្តិការរបស់ microcircuits ផ្សេងទៀត និងកុំព្យូទ័រទាំងមូល។

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់មួយនៃ microprocessor គឺប្រេកង់នៃគ្រីស្តាល់ដែលកំណត់ចំនួនប្រតិបត្តិការក្នុងមួយឯកតានៃពេលវេលា ភាពញឹកញាប់នៃរថយន្តក្រុងប្រព័ន្ធ ចំនួននៃឃ្លាំងសម្ងាត់ SRAM ខាងក្នុង។ ខួរក្បាលត្រូវបានសម្គាល់ដោយប្រេកង់នៃគ្រីស្តាល់។ ភាពញឹកញាប់នៃគ្រីស្តាល់ត្រូវបានកំណត់ដោយភាពញឹកញាប់នៃការប្តូរត្រង់ស៊ីស្ទ័រពីបិទទៅបើក។ សមត្ថភាពរបស់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រដើម្បីប្តូរបានលឿនត្រូវបានកំណត់ដោយបច្ចេកវិទ្យានៃការផលិតស៊ីលីកុន wafers ដែលបន្ទះសៀគ្វីត្រូវបានផលិត។ វិមាត្រនៃដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជាកំណត់វិមាត្រនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ (កម្រាស់និងប្រវែងច្រកទ្វាររបស់វា) ។ ឧទាហរណ៍ដោយប្រើដំណើរការ 90nm ដែលត្រូវបានណែនាំនៅដើមឆ្នាំ 2004 ទំហំត្រង់ស៊ីស្ទ័រគឺ 90nm និងប្រវែងច្រកទ្វារគឺ 50nm ។

ឧបករណ៍ដំណើរការទំនើបទាំងអស់ប្រើត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបផែនវាល។ ការផ្លាស់ប្តូរទៅបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការថ្មីអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលមានប្រេកង់ប្តូរខ្ពស់ ចរន្តលេចធ្លាយទាប និងទំហំតូចជាង។ ការកាត់បន្ថយទំហំអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកាត់បន្ថយតំបន់នៃបន្ទះឈីបក្នុងពេលដំណាលគ្នាហេតុដូច្នេះហើយការរលាយកំដៅហើយច្រកទ្វារស្តើងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកអនុវត្តវ៉ុលតិចសម្រាប់ការប្តូរដែលកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលនិងការបញ្ចេញកំដៅផងដែរ។

1. បច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការផលិត microprocessors

ឥឡូវនេះមាននិន្នាការគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយនៅលើទីផ្សារ៖ ម្យ៉ាងវិញទៀតក្រុមហ៊ុនផលិតកម្មកំពុងព្យាយាមណែនាំដំណើរការបច្ចេកទេស និងបច្ចេកវិទ្យាថ្មីៗទៅក្នុងផលិតផលថ្មីរបស់ពួកគេឱ្យបានឆាប់តាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ម្យ៉ាងវិញទៀតមានការអត់ធ្មត់សិប្បនិម្មិតនៅក្នុងការរីកចម្រើននៃដំណើរការ។ ប្រេកង់។ ទីមួយ អ្នកទីផ្សារមានអារម្មណ៍ថាទីផ្សារមិនត្រូវបានរៀបចំពេញលេញសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់នៅក្នុងគ្រួសារ processor ហើយក្រុមហ៊ុនមិនទាន់ទទួលបានប្រាក់ចំណេញគ្រប់គ្រាន់ពីបរិមាណលក់នៃ CPUs ដែលផលិតនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះទេ - ភាគហ៊ុនមិនទាន់ស្ងួតនៅឡើយ។ ភាពលេចធ្លោនៃសារៈសំខាន់នៃតម្លៃនៃផលិតផលសម្រេចលើផលប្រយោជន៍ផ្សេងទៀតទាំងអស់របស់ក្រុមហ៊ុនគឺគួរឱ្យកត់សម្គាល់ណាស់។ ទីពីរ ការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងល្បឿននៃ "ការប្រណាំងប្រេកង់" គឺដោយសារតែការយល់ដឹងអំពីតម្រូវការដើម្បីណែនាំបច្ចេកវិទ្យាថ្មីដែលពិតជាបង្កើនផលិតភាពជាមួយនឹងចំនួនអប្បបរមានៃការចំណាយបច្ចេកវិទ្យា។ ដូចដែលបានកត់សម្គាល់រួចមកហើយក្រុមហ៊ុនផលិតបានជួបប្រទះបញ្ហាក្នុងការផ្លាស់ប្តូរទៅដំណើរការបច្ចេកទេសថ្មី។

បទដ្ឋានបច្ចេកវិជ្ជា 90 nm បានក្លាយជាឧបសគ្គខាងបច្ចេកវិទ្យាដ៏ធ្ងន់ធ្ងរសម្រាប់អ្នកផលិតបន្ទះឈីបជាច្រើន។ នេះក៏ត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយ TSMC ដែលផលិតបន្ទះឈីបសម្រាប់ទីផ្សារយក្សជាច្រើនដូចជា AMD, nVidia, ATI, VIA ។ អស់រយៈពេលជាយូរមកហើយនាងមិនអាចបង្កើតការផលិតបន្ទះសៀគ្វីដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា 0.09 មីក្រូន ដែលនាំឱ្យមានទិន្នផលទាបនៃគ្រីស្តាល់សមរម្យ។ នេះគឺជាហេតុផលមួយ ដែលអេអឹមឌី បាននឹងកំពុងពន្យារពេលការចេញផ្សាយប្រព័ន្ធដំណើរការរបស់ខ្លួនជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យា SOI (Silicon-on-Insulator) អស់រយៈពេលជាយូរមកហើយ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាវាស្ថិតនៅលើវិមាត្រនៃធាតុនេះ ដែលកត្តាអវិជ្ជមានដែលពីមុនមិនគួរឱ្យកត់សម្គាល់ដូចជា ចរន្តលេចធ្លាយ ការខ្ចាត់ខ្ចាយដ៏ធំនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រ និងការកើនឡើងអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៃការបញ្ចេញកំដៅបានចាប់ផ្តើមបង្ហាញខ្លួនឯងយ៉ាងខ្លាំង។ ចូរយើងដោះស្រាយតាមលំដាប់លំដោយ។

ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថាមានចរន្តលេចធ្លាយពីរ: ចរន្តលេចធ្លាយច្រកទ្វារនិងការលេចធ្លាយកម្រិតរង។ ទីមួយគឺបណ្តាលមកពីចលនាដោយឯកឯងនៃអេឡិចត្រុងរវាងស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុននៃឆានែលនិងច្រកទ្វារប៉ូលីស៊ីលីកុន។ ទីពីរគឺចលនាដោយឯកឯងនៃអេឡិចត្រុងពីប្រភពនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រទៅបង្ហូរ។ ផលប៉ះពាល់ទាំងពីរនេះនាំឱ្យការពិតដែលថាវាចាំបាច់ក្នុងការបង្កើនវ៉ុលផ្គត់ផ្គង់ដើម្បីគ្រប់គ្រងចរន្តនៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលជះឥទ្ធិពលអវិជ្ជមានដល់ការសាយភាយកំដៅ។ ដូច្នេះដោយកាត់បន្ថយទំហំនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រដំបូងយើងកាត់បន្ថយច្រកទ្វាររបស់វានិងស្រទាប់ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO2) ដែលជារបាំងធម្មជាតិរវាងច្រកទ្វារនិងឆានែល។ នៅលើដៃមួយ, នេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការអនុវត្តល្បឿននៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ (ពេលវេលាប្តូរ) ប៉ុន្តែនៅលើដៃផ្សេងទៀត, វាបង្កើនការលេចធ្លាយ។ នោះគឺវាប្រែចេញនូវប្រភេទនៃវដ្តបិទ។ ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរទៅ 90 nm គឺជាការថយចុះមួយទៀតនៃកម្រាស់នៃស្រទាប់ឌីអុកស៊ីតហើយក្នុងពេលតែមួយការកើនឡើងនៃការលេចធ្លាយ។ ការប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងការលេចធ្លាយគឺជាការកើនឡើងនៃតង់ស្យុងគ្រប់គ្រង ហើយតាមនោះ ការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃការបង្កើតកំដៅ។ ទាំងអស់នេះនាំឱ្យមានការពន្យារពេលក្នុងការណែនាំដំណើរការបច្ចេកទេសថ្មីដោយដៃគូប្រកួតប្រជែងនៅក្នុងទីផ្សារ microprocessor - Intel និង AMD ។

ជម្រើសមួយគឺការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា SOI (ស៊ីលីកុននៅលើអ៊ីសូឡង់) ដែល AMD ទើបតែបានណែនាំនៅក្នុងរបស់វា។

ដំណើរការ 64 ប៊ីត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាធ្វើឱ្យនាងចំណាយការខិតខំប្រឹងប្រែងជាច្រើន និងជម្នះការលំបាកដោយចៃដន្យមួយចំនួនធំ។ ប៉ុន្តែបច្ចេកវិទ្យាខ្លួនវាផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិមួយចំនួនធំ ជាមួយនឹងគុណវិបត្តិមួយចំនួនតូច។ ខ្លឹមសារនៃបច្ចេកវិទ្យាជាទូទៅគឺឡូជីខលណាស់ - ត្រង់ស៊ីស្ទ័រត្រូវបានបំបែកចេញពីស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនដោយស្រទាប់ស្តើងមួយទៀតនៃអ៊ីសូឡង់។ Pluses - ទំងន់។ មិនមានចលនាដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបាននៃអេឡិចត្រុងនៅក្រោមឆានែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈអគ្គិសនីរបស់វា - ម្តងទៀត។ បន្ទាប់ពីអនុវត្តចរន្តដោះសោទៅច្រកទ្វារ ពេលវេលាអ៊ីយ៉ូដរបស់ឆានែលទៅស្ថានភាពប្រតិបត្តិការ រហូតដល់ចរន្តប្រតិបត្តិការហូរកាត់វាត្រូវបានកាត់បន្ថយ ពោលគឺប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ទីពីរនៃដំណើរការត្រង់ស៊ីស្ទ័រមានភាពប្រសើរឡើង ការបើក/បិទរបស់វា ពេលវេលាគឺពីរ។ ឬក្នុងល្បឿនដូចគ្នា អ្នកគ្រាន់តែអាចបន្ថយចរន្តដោះសោ - បី។ ឬស្វែងរកការសម្របសម្រួលមួយចំនួនរវាងការបង្កើនល្បឿនការងារ និងកាត់បន្ថយវ៉ុល។ ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវចរន្តដោះសោដូចគ្នា ការកើនឡើងនៃដំណើរការត្រង់ស៊ីស្ទ័រអាចឡើងដល់ 30% ប្រសិនបើអ្នកទុកប្រេកង់ដូចគ្នា ដោយសង្កត់ធ្ងន់លើការសន្សំថាមពល នោះបូកអាចកាន់តែច្រើន - រហូតដល់ 50% ។ ទីបំផុត លក្ខណៈនៃឆានែលកាន់តែអាចទស្សន៍ទាយបាន ហើយត្រង់ស៊ីស្ទ័រខ្លួនវាកាន់តែមានភាពធន់នឹងកំហុសឆ្គងដូចជា បណ្តាលមកពីភាគល្អិតលោហធាតុដែលចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមនៃឆានែល ហើយបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុងដោយមិននឹកស្មានដល់។ ឥឡូវនេះការចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានទីតាំងនៅក្រោមស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ពួកគេមិនប៉ះពាល់ដល់ប្រតិបត្តិការនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រតាមមធ្យោបាយណាមួយឡើយ។ គុណវិបត្តិតែមួយគត់នៃ SOI គឺថាអ្នកត្រូវកាត់បន្ថយជម្រៅនៃតំបន់ emitter/collector ដែលជះឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ និងដោយផ្ទាល់ទៅលើការបង្កើនភាពធន់របស់វា នៅពេលដែលកម្រាស់ធ្លាក់ចុះ។

ហើយទីបំផុតហេតុផលទីបីដែលរួមចំណែកដល់ការថយចុះនៃកំណើនប្រេកង់គឺជាសកម្មភាពទាបនៃដៃគូប្រកួតប្រជែងនៅក្នុងទីផ្សារ។ អាច​និយាយ​បាន​ថា​គ្រប់​គ្នា​រវល់​នឹង​កិច្ចការ​រៀង​ខ្លួន។ AMD បានចូលរួមនៅក្នុងការណែនាំយ៉ាងទូលំទូលាយនៃដំណើរការ 64-bit សម្រាប់ Intel វាគឺជាអំឡុងពេលនៃការកែលម្អដំណើរការបច្ចេកទេសថ្មី ការបំបាត់កំហុសសម្រាប់ការកើនឡើងនូវទិន្នផលនៃគ្រីស្តាល់សមស្រប។

ឆ្នាំដែលបានចាប់ផ្តើមគួរតែនាំយើងនូវព័ត៌មានជាច្រើនពីវិស័យបច្ចេកវិទ្យាព្រោះឆ្នាំនេះក្រុមហ៊ុនទាំងពីរគួរតែប្តូរទៅស្តង់ដារបច្ចេកវិទ្យា 90 nm ។ ប៉ុន្តែនេះមិនមានន័យថា ការកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃប្រេកង់ខួរក្បាលថ្មីនោះទេ ផ្ទុយទៅវិញ។ ដំបូងវានឹងមានការរំខាននៅក្នុងទីផ្សារ: ដៃគូប្រកួតប្រជែងនឹងចាប់ផ្តើមផលិត CPU ដោយផ្អែកលើដំណើរការបច្ចេកទេសថ្មី ប៉ុន្តែជាមួយនឹងប្រេកង់ចាស់។ នៅពេលដែលដំណើរការផលិតត្រូវបានស្ទាត់ជំនាញ ការកើនឡើងមួយចំនួននៅក្នុងប្រេកង់នៃបន្ទះសៀគ្វីនឹងចាប់ផ្តើម។ ភាគច្រើនទំនងជាវានឹងមិនគួរឱ្យកត់សម្គាល់ដូចពីមុនទេ។ នៅចុងឆ្នាំ 2004 នៅពេលដែលទិន្នផលស្លាប់ 90nm នឹងកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង Intel រំពឹងថានឹងឈានដល់កំពូល 4GHz ឬច្រើនជាងនេះ។ អង្គដំណើរការ AMD នឹងភ្ជាប់មកជាមួយភាពយឺតយ៉ាវនៃប្រេកង់ប្រពៃណីមួយចំនួន ដែលជាទូទៅមិនប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការដូចលក្ខណៈមីក្រូស្ថាបត្យកម្មនោះទេ។

ដូច្នេះតម្រូវការប្តូរទៅដំណើរការបច្ចេកទេសថ្មីគឺជាក់ស្តែង ប៉ុន្តែវាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យអ្នកបច្ចេកវិជ្ជារាល់ពេលដែលមានការលំបាកខ្លាំង។ ឧបករណ៍ដំណើរការដំបូង

Pentium (1993) ត្រូវបានផលិតដោយយោងទៅតាមបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ 0.8 មីក្រូន បន្ទាប់មក 0.6 មីក្រូ។ នៅឆ្នាំ 1995 បច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ 0.35 micron ត្រូវបានប្រើជាលើកដំបូងសម្រាប់ processors ជំនាន់ទី 6 ។ នៅឆ្នាំ 1997 វាបានផ្លាស់ប្តូរទៅ 0.25 មីក្រូន ហើយនៅឆ្នាំ 1999 ដល់ 0.18 មីក្រូ។ ប្រព័ន្ធដំណើរការទំនើបត្រូវបានផលិតដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា 0.13 និង 0.09 មីក្រូន ដែលក្រោយមកត្រូវបានណែនាំក្នុងឆ្នាំ 2004 ។ ដូចដែលអ្នកអាចឃើញសម្រាប់ដំណើរការបច្ចេកទេសទាំងនេះច្បាប់របស់ Moore ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដែលចែងថារៀងរាល់ពីរឆ្នាំម្តង ភាពញឹកញាប់នៃគ្រីស្តាល់កើនឡើងទ្វេដងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនត្រង់ស៊ីស្ទ័រពីពួកគេ។ ដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជាកំពុងផ្លាស់ប្តូរក្នុងល្បឿនដូចគ្នា។ ជាការពិតណាស់ នៅពេលអនាគត "ការប្រណាំងប្រេកង់" នឹងលើសពីច្បាប់នេះ។ នៅឆ្នាំ 2006 ក្រុមហ៊ុន Intel គ្រោងធ្វើជាម្ចាស់នៃបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ 65-nm ហើយឆ្នាំ 2009 - 32-nm ។ គោលការណ៍នៃច្បាប់របស់ Moore ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។

រូបភាពទី 1 - គោលការណ៍នៃច្បាប់របស់ Moore ។

នៅទីនេះវាជាពេលវេលាដើម្បីរំលឹកឡើងវិញនូវរចនាសម្ព័ន្ធនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រពោលគឺស្រទាប់ស្តើងនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតដែលជាអ៊ីសូឡង់ដែលស្ថិតនៅចន្លោះច្រកទ្វារនិងឆានែលហើយបំពេញមុខងារដែលអាចយល់បានទាំងស្រុង - របាំងអេឡិចត្រុងដែលការពារការលេចធ្លាយនៃចរន្តច្រកទ្វារ។ ជាក់ស្តែងស្រទាប់នេះកាន់តែក្រាស់ វាដំណើរការមុខងារអ៊ីសូឡង់របស់វាកាន់តែប្រសើរ ប៉ុន្តែវាជាផ្នែកសំខាន់នៃឆានែល ហើយវាមិនច្បាស់ទេថាប្រសិនបើយើងនឹងកាត់បន្ថយប្រវែងឆានែល (ទំហំត្រង់ស៊ីស្ទ័រ) នោះយើងត្រូវ កាត់បន្ថយកម្រាស់របស់វា ហើយលើសពីនេះទៅទៀត គឺមានល្បឿនលឿន។ ដោយវិធីនេះក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះកម្រាស់នៃស្រទាប់នេះមានជាមធ្យមប្រហែល 1/45 នៃប្រវែងទាំងមូលនៃឆានែល។ ប៉ុន្តែដំណើរការនេះមានទីបញ្ចប់របស់វា - ដូចដែល Intel បាននិយាយកាលពី 5 ឆ្នាំមុន ប្រសិនបើអ្នកបន្តប្រើ SiO2 ដូចដែលវាមានរយៈពេល 30 ឆ្នាំកន្លងមក កម្រាស់ស្រទាប់អប្បបរមានឹងមាន 2.3 ។ nm បើមិនដូច្នេះទេការលេចធ្លាយបច្ចុប្បន្ននៃចរន្តច្រកទ្វារនឹងទទួលបានតម្លៃមិនប្រាកដប្រជា។

រហូតមកដល់ពេលថ្មីៗនេះ គ្មានអ្វីត្រូវបានធ្វើដើម្បីកាត់បន្ថយការលេចធ្លាយ subchannel ប៉ុន្តែឥឡូវនេះស្ថានភាពចាប់ផ្តើមផ្លាស់ប្តូរចាប់តាំងពីចរន្តប្រតិបត្តិការ។

រួមជាមួយនឹងម៉ោងបិទ គឺជាផ្នែកសំខាន់មួយក្នុងចំណោមពីរ

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រកំណត់លក្ខណៈល្បឿននៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រហើយការលេចធ្លាយនៅក្នុងស្ថានភាពបិទប៉ះពាល់ដល់វាដោយផ្ទាល់ - ដើម្បីរក្សាប្រសិទ្ធភាពដែលត្រូវការនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រវាចាំបាច់ដើម្បីបង្កើនចរន្តប្រតិបត្តិការជាមួយនឹងលក្ខខណ្ឌជាបន្តបន្ទាប់ទាំងអស់។

1.2 ជំហានផលិតកម្មសំខាន់ៗ

ការផលិត microprocessor គឺជាដំណើរការស្មុគ្រស្មាញដែលរួមបញ្ចូលជាង 300 ដំណាក់កាល។ Microprocessors ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃនៃ wafers silicon រាងជារង្វង់ស្តើង - ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលជាលទ្ធផលនៃលំដាប់ជាក់លាក់នៃដំណើរការកែច្នៃផ្សេងៗដោយប្រើសារធាតុគីមី ឧស្ម័ន និងវិទ្យុសកម្មអ៊ុលត្រាវីយូឡេ។

ស្រទាប់ខាងក្រោមជាធម្មតាមានអង្កត់ផ្ចិត 200 មីលីម៉ែត្រ ឬ 8 អ៊ីញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ Intel បានផ្លាស់ប្តូរទៅ 300 mm ឬ 12-inch wafers រួចហើយ។ ចានថ្មីធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានគ្រីស្តាល់ច្រើនជាង 4 ដងហើយទិន្នផលគឺខ្ពស់ជាងច្រើន។ wafers ត្រូវបានផលិតចេញពីស៊ីលីកុន ដែលត្រូវបានចម្រាញ់ រលាយ និងលូតលាស់ទៅជាគ្រីស្តាល់ស៊ីឡាំងវែង។ បន្ទាប់មក គ្រីស្តាល់​ត្រូវ​បាន​កាត់​ជា​បន្ទះស្តើងៗ ហើយ​ប៉ូលា​រហូត​ដល់​ផ្ទៃ​របស់​វា​មាន​សភាព​រលោង និង​គ្មាន​ពិការភាព។ លើសពីនេះ ការកត់សុីកម្ដៅ (ការបង្កើតហ្វីល SiO2) ការថតរូបភាព ការសាយភាយភាពមិនបរិសុទ្ធ (ផូស្វ័រ) និងអេពីតាស៊ី (ការបង្កើតស្រទាប់) ត្រូវបានអនុវត្តតាមលំដាប់លំដោយ។

នៅក្នុងដំណើរការនៃការផលិត microcircuits ស្រទាប់ស្តើងបំផុតនៃវត្ថុធាតុដើមត្រូវបានអនុវត្តទៅចានទទេក្នុងទម្រង់នៃគំរូដែលបានគណនាយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន។ រហូត​ដល់​ទៅ​មួយ​រយ microprocessors ត្រូវ​បាន​គេ​ដាក់​នៅ​លើ​ចាន​មួយ ដែល​ការ​ផលិត​ដែល​ត្រូវ​ការ​ប្រតិបត្តិការ​ជាង ៣០០។ ដំណើរការទាំងមូលនៃដំណើរការផលិតអាចត្រូវបានបែងចែកជាដំណាក់កាលជាច្រើន៖ ការរីកលូតលាស់ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត និងការបង្កើតតំបន់ចរន្ត ការធ្វើតេស្ត ការផលិតកញ្ចប់ និងការចែកចាយ។

1.3 ការរីកលូតលាស់ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត និងបង្កើតតំបន់ចរន្ត

ដំណើរការផលិតនៃ microprocessor ចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការ "រីកលូតលាស់" ស្រទាប់អ៊ីសូឡង់នៃស៊ីលីកូនឌីអុកស៊ីតនៅលើផ្ទៃនៃចានប៉ូលាមួយ។ ដំណាក់កាលនេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងឡចំហាយអគ្គិសនីនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ កម្រាស់នៃស្រទាប់អុកស៊ីតអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព និងពេលវេលាដែលចានត្រូវចំណាយក្នុងឡ។

នេះត្រូវបានបន្តដោយ photolithography - ដំណើរការដែលលំនាំមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃនៃចាន។ ទីមួយ ស្រទាប់បណ្តោះអាសន្ននៃវត្ថុធាតុងាយនឹងពន្លឺ ដែលជា photoresist ត្រូវបានអនុវត្តទៅលើចាន ដែលរូបភាពនៃផ្នែកថ្លានៃគំរូ ឬ photomask ត្រូវបានព្យាករដោយប្រើកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ។ របាំងត្រូវបានធ្វើឡើងកំឡុងពេលរចនាខួរក្បាល ហើយត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតគំរូសៀគ្វីក្នុងស្រទាប់ដំណើរការនីមួយៗ។ នៅក្រោមឥទិ្ធពលនៃវិទ្យុសកម្ម ផ្ទៃដែលលាតត្រដាងនៃស្រទាប់រូបថតក្លាយជារលាយ ហើយពួកវាត្រូវបានយកចេញដោយសារធាតុរំលាយ (អាស៊ីតអ៊ីដ្រូហ្វ្លុយអូរីក) បង្ហាញស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតដែលនៅពីក្រោមពួកវា។

ស៊ីលីកាដែលលេចចេញត្រូវបានយកចេញដោយដំណើរការហៅថា "ឆ្លាក់" ។ បន្ទាប់មកស្រទាប់រូបថតដែលនៅសេសសល់ត្រូវបានដកចេញ ដោយបន្សល់ទុកនូវលំនាំស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតនៅលើ wafer ។ ជាលទ្ធផលនៃប្រតិបត្តិការបន្ថែមមួយចំនួននៃ photolithography និង etching, polycrystalline silicon ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃ conductor មួយក៏ត្រូវបានអនុវត្តទៅ wafer ផងដែរ។ កំឡុងពេលប្រតិបត្តិការបន្ទាប់ ហៅថា "doping" តំបន់ដែលលាតត្រដាងនៃស៊ីលីកុន wafer ត្រូវបានបំផ្ទុះដោយអ៊ីយ៉ុងនៃធាតុគីមីផ្សេងៗ ដែលបង្កើតបានជាបន្ទុកអវិជ្ជមាន និងវិជ្ជមាននៅក្នុងស៊ីលីកុន ផ្លាស់ប្តូរចរន្តអគ្គិសនីនៃតំបន់ទាំងនេះ។

ការដាក់ស្រទាប់ថ្មីជាមួយនឹងការ etching ជាបន្តបន្ទាប់នៃសៀគ្វីត្រូវបានអនុវត្តជាច្រើនដងខណៈពេលដែលសម្រាប់ការតភ្ជាប់ interlayer នៅក្នុងស្រទាប់ "បង្អួច" ត្រូវបានចាកចេញដែលត្រូវបានបំពេញដោយលោហៈបង្កើតទំនាក់ទំនងអគ្គិសនីរវាងស្រទាប់។ នៅក្នុងបច្ចេកវិជ្ជាដំណើរការ 0.13 micron របស់ខ្លួន Intel បានប្រើស្ពាន់។ នៅក្នុងដំណើរការផលិត 0.18 micron និងដំណើរការជំនាន់មុន Intel បានប្រើអាលុយមីញ៉ូម។ ទាំងទង់ដែង និងអាលុយមីញ៉ូម គឺជាចំហាយអគ្គិសនីដ៏ល្អ។ នៅពេលប្រើបច្ចេកវិជ្ជាដំណើរការ 0.18-micron 6 ស្រទាប់ត្រូវបានប្រើប្រាស់ ហើយនៅពេលណែនាំបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ 90 nm ក្នុងឆ្នាំ 2004 ស្រទាប់ស៊ីលីកុន 7 ស្រទាប់ត្រូវបានប្រើប្រាស់។

ស្រទាប់នីមួយៗនៃខួរក្បាលមានលំនាំផ្ទាល់ខ្លួនរបស់វា ដែលស្រទាប់ទាំងអស់នេះបង្កើតបានជាសៀគ្វីអេឡិចត្រូនិចបីវិមាត្រ។ ការអនុវត្តស្រទាប់ត្រូវបានធ្វើម្តងទៀត 20-25 ដងក្នុងរយៈពេលជាច្រើនសប្តាហ៍។

1.4 ការធ្វើតេស្ត

ដំបូង wafers ស៊ីលីកុនត្រូវតែក្រាស់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទប់ទល់នឹងភាពតានតឹងដែលស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានទទួលរងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការស្រទាប់។ ដូច្នេះមុនពេលកាត់ចានចូលទៅក្នុង microprocessors នីមួយៗកម្រាស់របស់វាត្រូវបានកាត់បន្ថយ 33% ដោយប្រើដំណើរការពិសេសហើយភាពកខ្វក់ត្រូវបានយកចេញពីផ្នែកខាងបញ្ច្រាស។ បន្ទាប់មកស្រទាប់នៃសម្ភារៈពិសេសមួយត្រូវបានអនុវត្តទៅផ្នែកខាងបញ្ច្រាសនៃចាន "ស្តើង" ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការតោងជាបន្តបន្ទាប់នៃគ្រីស្តាល់ទៅនឹងករណី។ លើសពីនេះទៀតស្រទាប់នេះផ្តល់នូវទំនាក់ទំនងអគ្គិសនីរវាងផ្ទៃខាងក្រោយនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នានិងកញ្ចប់បន្ទាប់ពីការជួបប្រជុំគ្នា។

បន្ទាប់ពីនោះចានត្រូវបានធ្វើតេស្តដើម្បីពិនិត្យមើលគុណភាពនៃប្រតិបត្តិការកែច្នៃទាំងអស់។ ដើម្បីកំណត់ថាតើ processors ដំណើរការបានត្រឹមត្រូវឬអត់ សមាសធាតុនីមួយៗរបស់ពួកគេត្រូវបានសាកល្បង។ ប្រសិនបើរកឃើញកំហុស ពួកគេត្រូវបានវិភាគដើម្បីយល់នៅដំណាក់កាលណាដែលដំណើរការបរាជ័យបានកើតឡើង។

បន្ទាប់មកការស៊ើបអង្កេតអគ្គិសនីត្រូវបានភ្ជាប់ទៅខួរក្បាលនីមួយៗ ហើយថាមពលត្រូវបានអនុវត្ត។ processors ត្រូវបានសាកល្បងដោយកុំព្យូទ័រ ដែលកំណត់ថាតើលក្ខណៈរបស់ processors ដែលផលិតត្រូវនឹងតម្រូវការដែលបានបញ្ជាក់។

1.5 ការផលិតរាងកាយ

បន្ទាប់ពីការធ្វើតេស្ត wafers ត្រូវបានបញ្ជូនទៅរោងចក្រដំឡើងដែលពួកគេត្រូវបានកាត់ចូលទៅក្នុងចតុកោណកែងតូចៗដែលនីមួយៗមានសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា។ ការកាត់ជាក់លាក់ពិសេសត្រូវបានប្រើដើម្បីបំបែកចាន។ គ្រីស្តាល់មិនដំណើរការត្រូវបានច្រានចោល។

បន្ទាប់មកគ្រីស្តាល់នីមួយៗត្រូវបានដាក់ក្នុងស្រោមនីមួយៗ។ ស្រោមការពារគ្រីស្តាល់ពីឥទ្ធិពលខាងក្រៅ និងផ្តល់នូវការតភ្ជាប់អគ្គិសនីរបស់វាជាមួយនឹងបន្ទះដែលវានឹងត្រូវបានដំឡើងជាបន្តបន្ទាប់។ គ្រាប់តូចៗនៃ solder ដែលមានទីតាំងនៅចំណុចជាក់លាក់នៅលើគ្រីស្តាល់ត្រូវបាន soldered ទៅខ្សែអគ្គិសនីនៃកញ្ចប់។ ឥឡូវនេះសញ្ញាអគ្គិសនីអាចហូរចេញពីក្តារទៅបន្ទះឈីបនិងច្រាសមកវិញ។

នៅក្នុង processors នាពេលអនាគត Intel នឹងប្រើបច្ចេកវិទ្យា BBUL ដែលនឹងអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតករណីថ្មីជាមូលដ្ឋានជាមួយនឹងការរលាយកំដៅតិច និង capacitance រវាងជើង CPU ។

បន្ទាប់ពីការស្លាប់ត្រូវបានដំឡើងនៅក្នុងកញ្ចប់ ខួរក្បាលត្រូវបានសាកល្បងម្តងទៀតដើម្បីកំណត់ថាតើវាមានមុខងារដែរឬទេ។ ម៉ាស៊ីនដំណើរការដែលមានកំហុសត្រូវបានច្រានចោល ហើយឧបករណ៍ដែលអាចប្រើបានត្រូវឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តភាពតានតឹង៖ ការប៉ះពាល់នឹងលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាព និងសំណើមផ្សេងៗ ក៏ដូចជាការឆក់អគ្គិសនី។ បន្ទាប់ពីការធ្វើតេស្តភាពតានតឹងនីមួយៗ ខួរក្បាលត្រូវបានធ្វើតេស្តដើម្បីកំណត់ស្ថានភាពមុខងាររបស់វា។ បន្ទាប់មកប្រព័ន្ធដំណើរការត្រូវបានតម្រៀបដោយផ្អែកលើឥរិយាបថរបស់ពួកគេនៅល្បឿននាឡិកាផ្សេងៗ និងវ៉ុលផ្គត់ផ្គង់។

ការដឹកជញ្ជូន។ ឧបករណ៍ដំណើរការដែលបានឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តទៅការត្រួតពិនិត្យចុងក្រោយដែលភារកិច្ចគឺដើម្បីបញ្ជាក់ថាលទ្ធផលនៃការធ្វើតេស្តពីមុនទាំងអស់គឺត្រឹមត្រូវហើយប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាត្រូវគ្នាទៅនឹងស្តង់ដារដែលបានបង្កើតឡើងឬលើសពីពួកគេ។ ឧបករណ៍ដំណើរការទាំងអស់ដែលឆ្លងកាត់ការត្រួតពិនិត្យទិន្នផលត្រូវបានដាក់ស្លាក និងវេចខ្ចប់សម្រាប់ចែកចាយដល់អតិថិជន

1.6 ទស្សនវិស័យផលិតកម្ម

បង្កើតឡើងដោយ Robert Noyce និង Gordon Moore ក្នុងឆ្នាំ 1968 ក្រុមហ៊ុន Intel (Integrated Electronics) បានកំណត់ខ្លួនវានូវគោលដៅនៃការប្រើប្រាស់សមិទ្ធិផលនៃបច្ចេកវិទ្យា semiconductor ដើម្បីបង្កើតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលមានមុខងារខ្ពស់ និងស្មុគស្មាញនៅលើបន្ទះឈីបស៊ីលីកុន៖ អង្គចងចាំដែលមានសមត្ថភាពធំ ខួរក្បាល។ ប្លុកចំណុចប្រទាក់។ ផលិតផលដំបូងរបស់ក្រុមហ៊ុនគឺបន្ទះឈីបអង្គចងចាំត្រង់ស៊ីស្ទ័រ Schottky bipolar ដែលបានចេញផ្សាយនៅឆ្នាំ 1969 ។ ក្រុមហ៊ុន Intel បានប្រកាសនូវ microprocessor i4004 ដំបូងបង្អស់របស់ពិភពលោក ដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងម៉ាស៊ីនគិតលេខក្នុងខែវិច្ឆិកា ឆ្នាំ 1971។ ខួរក្បាលប្រភេទ 4-bit នេះមានផ្ទុកនូវ 2300 p-channel MOS transistors ដាក់នៅលើបន្ទះឈីប។ ជាមួយនឹងផ្ទៃដី 3.8x2.8 ម.ម និងធ្វើការនៅប្រេកង់នាឡិកា 108 kHz ផ្តល់អាសយដ្ឋាន 4 KB នៃ ROM និង 512 បៃនៃ RAM ។ នេះគឺជាការអភិវឌ្ឍន៍ដំបូងរបស់ Intel ។

ខួរក្បាល Intel Pentium 4 គឺជា processor ទំនើបបំផុតដែលមានសព្វថ្ងៃនេះ។ Pentium 4 ដំបូង (ឈ្មោះកូដ Willamette) បានបង្ហាញខ្លួននៅឆ្នាំ 2000 ។ វាគឺជាប្រព័ន្ធដំណើរការថ្មីជាមូលដ្ឋានជាមួយនឹងបំពង់បង្ហូរប្រេងខ្ពស់ (Hyper pipelining) - ជាមួយនឹងបំពង់បង្ហូរប្រេងដែលមាន 20 ដំណាក់កាល ដែលនីមួយៗត្រូវបានកាត់បន្ថយ។ ប្រព័ន្ធគោលពីរត្រូវគ្នាជាមួយជំនាន់មុននៃដំណើរការស្ថាបត្យកម្ម Intel ។ យោងតាមក្រុមហ៊ុន Intel ដំណើរការដែលផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យានេះអាចសម្រេចបាននូវការកើនឡើងប្រេកង់ប្រហែល 40 ភាគរយលើគ្រួសារ P6 ជាមួយនឹងដំណើរការផលិតដូចគ្នា។ ស៊ីភីយូនេះត្រូវបានផលិតឡើងដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា Intel NetBurst៖

បច្ចេកវិជ្ជា Hyper-pipelining៖ ប្រវែងបំពង់ដែលបានពង្រីកធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការដំណើរការ។

សំណុំផ្នែកបន្ថែមស៊ីមឌីស្ទ្រីម SSE2៖ ការណែនាំថ្មីចំនួន 144 ដើម្បីបង្កើនល្បឿននៃកម្មវិធីដែលត្រូវការច្រើន។

ម៉ាស៊ីនប្រតិបត្តិការណែនាំលឿនជាងមុន៖ ប្លុកតក្កវិជ្ជានព្វន្ធដំណើរការក្នុងល្បឿនពីរដងនៃល្បឿននាឡិការបស់ខួរក្បាល ដែលបង្កើនល្បឿនដំណើរការដ៏សំខាន់នេះ

ឯកតាអណ្តែតទឹក 128 ប៊ីត៖ ដំណើរការចំណុចអណ្តែតទឹកដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ បង្កើនការមើលឃើញ 3D កម្មវិធីហ្គេម និងការគណនាបែបវិទ្យាសាស្ត្រ

ម៉ាស៊ីន SIMD ចំនួនគត់ 128 ប៊ីត៖ បង្កើនល្បឿនវីដេអូ ការនិយាយ ការអ៊ិនគ្រីប រូបភាព និងដំណើរការរូបថត។

កម្រិត 1 Execution Trace Cache: ធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវប្រសិទ្ធភាពនៃឃ្លាំងសម្ងាត់ការណែនាំ បង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃផ្នែកដែលចូលប្រើញឹកញាប់នៃកូដ

បច្ចេកវិជ្ជាប្រតិបត្តិថាមវន្តកម្រិតខ្ពស់៖ ការទស្សន៍ទាយសាខាដែលប្រសើរឡើង ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការសម្រាប់កម្មវិធី 32 ប៊ីតទាំងអស់ ដោយបង្កើនប្រសិទ្ធភាពលំដាប់នៃការណែនាំ

ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព៖ ប្រើដើម្បីការពារ motherboards ដោយរកឃើញនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពលើសពីដែនកំណត់

ម៉ាស៊ីនសាកល្បងដោយខ្លួនឯង (BIST)៖ យន្តការតែមួយសម្រាប់ពិនិត្យមើលកម្មវិធីបង្កប់ និងកំហុសអារេតក្កវិជ្ជាធំ ក៏ដូចជាការសាកល្បងឃ្លាំងសម្ងាត់ការណែនាំ ឃ្លាំងសម្ងាត់ទិន្នន័យ សតិបណ្ដោះអាសន្នការបកប្រែ និងរ៉ូម។

សាកល្បងច្រកចូលដំណើរការ និងម៉ាស៊ីនស្កេនព្រំដែនដោយផ្អែកលើស្តង់ដារ IEEE 1149 ។ អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកសាកល្បងដំណើរការ Pentium 4 និងការភ្ជាប់របស់វាទៅប្រព័ន្ធតាមរយៈចំណុចប្រទាក់ស្តង់ដារ។

ឡានក្រុងប្រព័ន្ធ 100 (400) MHz (Quad-pumped, QPB) ត្រូវបានប្រើប្រាស់ ដែលផ្តល់កម្រិតបញ្ជូន 3.2 GB/s ធៀបនឹងរថយន្តក្រុង 133 MHz ដែលមានកម្រិតបញ្ជូន 1.06 GB/s សម្រាប់ Pentium III ។ ជាការពិត ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនដំណាក់កាល ប្រេកង់ CPU កើនឡើង ប៉ុន្តែប្រតិបត្តិការត្រូវបានដំណើរការយូរជាងនេះ។ ដូច្នេះ Willamette បានក្លាយជា "ឆោតល្ងង់" ជាមួយនឹងការកើនឡើងប្រេកង់; ប្រតិបត្តិការបានចាប់ផ្តើមឆ្លងកាត់ចំនួនជំហានកាន់តែច្រើន ហើយពេលវេលាដំណើរការសម្រាប់ការណែនាំមួយបានកើនឡើង។ ដូច្នេះ ខួរក្បាលបានប្រែទៅជាខ្សោយ សូម្បីតែ FSB ដ៏ល្អឥតខ្ចោះក៏ដោយ ដំណើរការរបស់វាមិនខុសគ្នាច្រើនពី Tualatin ហើយតម្លៃ រួមទាំងបន្ទះឈីប និងអង្គចងចាំ RDRAM ក៏មិនពេញចិត្តដែរ ហើយវាមិនមែនជាតម្រូវការពិសេសនោះទេ។

លក្ខណៈបច្ចេកទេស: បច្ចេកវិទ្យាផលិតកម្ម: 0.18 microns; ប្រេកង់នាឡិកា៖ 1.3-2 GHz; ឃ្លាំងសម្ងាត់កម្រិតទីមួយ៖ ៨ +១២ គីឡូបៃ; ឃ្លាំងសម្ងាត់កម្រិតទីពីរដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា Advanced Transfer Cache 256 KB (ពេញល្បឿន); ស៊ីភីយូ

32 ប៊ីត; ឡានក្រុងទិន្នន័យ 64 ប៊ីត (400 MHz); ឧបករណ៍ភ្ជាប់ Socket-423 និង Socket-478; វ៉ុលស្នូល - 1.75 V.

ដើម្បីបង្វែរអ្វីៗនៅក្នុងផ្នែកសំខាន់ៗ និងផ្នែកដំណើរការ Tualatin ត្រូវបានទុកនៅក្រោម Celeron ខណៈដែល Intel បានណែនាំស្នូល Northwood ថ្មីដែលផលិតដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា 0.13 micron ។ ឥឡូវនេះមានការកែប្រែចំនួន 3៖ Northwood-A ជាមួយនឹង 100 (400), Northwood-B 133 (533) MHz និង Northwood-C 200 (800) MHz ប្រព័ន្ធឡានក្រុង។ ភាពខុសគ្នាតែមួយគត់នៅក្នុងស្ថាបត្យកម្មគឺបច្ចេកវិទ្យាផលិតកម្ម 0.13-micron ហើយឃ្លាំងសម្ងាត់ L2 បានកើនឡើងដល់ 512 KB ដែលធ្វើអោយ Intel នាំមុខគេនៅពេលនេះ។ ដៃគូប្រកួតប្រជែងសំខាន់ - ប្រព័ន្ធដំណើរការ Athlon XP ដែលមានមូលដ្ឋានលើស្នូល Barton - មានប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រហាក់ប្រហែលគ្នា លើកលែងតែចំនួនដំណាក់កាលតូចជាងនៅក្នុងបំពង់បង្ហូរប្រេង ហើយតាមនោះ ប្រេកង់ទាបនៃគ្រីស្តាល់ និងរថយន្តប្រព័ន្ធ។ ខួរក្បាលទាំងពីរមានដំណើរការប្រហាក់ប្រហែលគ្នា។

ក្នុងពេលនេះ Intel បានផ្លាស់ប្តូរផ្នែកតម្លៃទៅ P4 Willamette-128 core ផងដែរ។ នេះគឺជាស្នូល CISC superscalar 32-bit នៃស្ថាបត្យកម្ម IA-32 ដែលត្រូវបានផលិតឡើងតាមស្តង់ដារបច្ចេកវិទ្យានៃ 0.18 microns មានឃ្លាំងសម្ងាត់កម្រិតដំបូង 8 KB សម្រាប់ទិន្នន័យ និងឃ្លាំងសម្ងាត់សម្រាប់ 12 ពាន់ microops ដែលជាបំពង់វែងសម្រាប់ 20 ដំណាក់កាល; ឡានក្រុងខាងក្រៅមានសមត្ថភាព 64 ប៊ីត ប្រេកង់ 100 (400) MHz ស្ទ្រីមទិន្នន័យបួនដង (ស្មើនឹងប្រេកង់ 400 MHz) ។ ឃ្លាំងសម្ងាត់ L2 ដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងស្នូលនៃ Willamette ដើមគឺ 256 KB ប៉ុន្តែ Celeron's ត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 128 KB ។ អាចប្រើបានជាមួយប្រេកង់នាឡិកា 1.7-2.4 GHz ។ ដំណើរការគឺទាបជាង AMD Duron core Morgan និង Applebred ។

ក្នុងឆ្នាំ 2003 ក្រុមហ៊ុន Intel បានប្រកាសពីលក្ខណៈពិសេសថ្មីនៃស្នូល Northwood - បច្ចេកវិទ្យា Hyper-Threading អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកធ្វើកូដកម្មកម្មវិធីស្របគ្នាដោយសិប្បនិម្មិតចូលទៅក្នុងខ្សែស្រឡាយជាច្រើន ("ខ្សែស្រឡាយ") ហើយដំណើរការពួកវាក្នុងពេលដំណាលគ្នាខណៈពេលដែលត្រាប់តាមវត្តមានរបស់ខួរក្បាលទីពីរនៅលើបន្ទះឈីបតែមួយ។ ក្នុងករណីនេះ ប្លុកស៊ីភីយូដែលមិនបានប្រើទាំងអស់ត្រូវបានប្រើប្រាស់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យការប្រើប្រាស់ប្លុកស៊ីភីយូប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពបំផុត។

កុំព្យូទ័រលើតុចុងក្រោយ Pentium 4 ផ្អែកលើស្នូល Northwood គឺជាម៉ូដែលដែលមានល្បឿននាឡិកា 3.40 GHz និង 512 KB នៃឃ្លាំងសម្ងាត់ L2.2 ។ នៅខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ 2004 ក្រុមហ៊ុន Intel បានប្រកាសនូវស្នូល Prescott ថ្មីសម្រាប់ Pentium 4 ដែលផលិតដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា 0.09 micron ជាមួយនឹងឃ្លាំងសម្ងាត់ 1 MB L2 ។ ផ្អែកលើស្នូលថ្មី ប្រព័ន្ធដំណើរការដែលមានប្រេកង់ចាប់ពី 2.80 GHz ដល់ 3.40 GHz នឹងត្រូវបានចេញផ្សាយនាពេលនេះ។ ម៉ូដែលដែលមាន 800 MHz bus នៅ 2.80, 3, 3.20 និង 3.40 GHz ត្រូវបានដាក់ស្លាកថា E ដើម្បីសម្គាល់ពួកវាពីម៉ូដែលដែលមានប្រេកង់ដូចគ្នា និងឡានក្រុងនៅលើស្នូល Northwood ។ នៅក្នុងត្រីមាសទី 3 នៃឆ្នាំ 2004 Pentium 4 នឹងត្រូវបានចេញផ្សាយជាមួយនឹងល្បឿននាឡិកា 3.80 GHz ហើយនៅដំណាច់ឆ្នាំនេះវាពិតជាអាចទៅរួចក្នុងការរំពឹងថាការសញ្ជ័យនៃព្រឹត្តិការណ៍និមិត្តសញ្ញានៃ 4 GHz ។

"លក្ខណៈពិសេស" សំខាន់ៗនៃស្នូលថ្មីគឺការរចនាឡើងវិញទាំងស្រុង បំពង់បង្ហូរប្រេងបានពង្រីកដល់ 31 ដំណាក់កាល បច្ចេកវិទ្យាផលិតកម្មថ្មីដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាស៊ីលីកុនតឹង និង CDO dielectric ក្នុងការភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមក ក៏ដូចជាការណែនាំថ្មីចំនួន 13 (SSE3) ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវ Hyper-Threading បច្ចេកវិទ្យា ការទស្សន៍ទាយការផ្លាស់ប្តូរ និងការទាញយកឃ្លាំងសម្ងាត់បឋម និងការគ្រប់គ្រងថាមពល។

លើសពីនេះទៀត ប្រតិបត្តិការគុណចំនួនគត់ត្រូវបានពន្លឿន ការសរសេរបន្ថែមត្រូវបានណែនាំ។ លើសពីនេះ ផលិតផលថ្មីគួរតែមានការគាំទ្រសម្រាប់ការណែនាំ 64 ប៊ីត ដែលមិនត្រូវគ្នាជាមួយការណែនាំ 64 ប៊ីត AMD ហើយត្រូវបានរារាំង យ៉ាងហោចណាស់សម្រាប់ពេលនេះ។ អង្គដំណើរការថ្មីនេះ រួមមានបច្ចេកវិជ្ជាអ៊ិនគ្រីបទិន្នន័យផ្នែករឹងរបស់ LaGrande ប៉ុន្តែការគាំទ្រផ្នែកទន់នឹងបង្ហាញនៅពេលក្រោយ។ ការស្លាប់ថ្មីនេះមានផ្ទៃដី 112 mm2 និងមាន transistor ចំនួន 125 លាន។ ដោយសារតែនេះ របបកម្ដៅនៃខួរក្បាលថ្មីក៏បានផ្លាស់ប្តូរផងដែរ - ការបញ្ជាក់ FMB 1.5 ។ កញ្ចប់កំដៅឥឡូវនេះបានពង្រីកជួររបស់វា: ម៉ូដែលចាស់នឹងមានការបញ្ចេញកំដៅ 103 វ៉ាត់។ វាបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាភាពឆបគ្នាជាមួយ motherboard ភាគច្រើនដែលមាន។ រហូតមកដល់ពេលនេះ processors ទាំងអស់មាន Socket 478 ប៉ុន្តែដោយសារតែការកើនឡើងនៃការប្រើប្រាស់ថាមពល វានឹងត្រូវជំនួសដោយ Socket 775 ជាមួយនឹង 775 pins រៀងៗខ្លួន។ តម្លៃសម្រាប់ខ្សែនេះមានចាប់ពី $163 ដល់ $417 ប៉ុន្តែឆាប់ៗនេះនឹងតាមទាន់ Northwood ដើម្បីជំរុញតម្រូវការ។

ស្របគ្នានោះ Intel កំពុងបង្កើតបច្ចេកវិទ្យា EPIC ដែលប្រើក្នុងម៉ាស៊ីនមេ 64-bit processors របស់ខ្លួន។ បច្ចេកវិទ្យានេះ ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតប្រព័ន្ធដំណើរការ Intel Itanium 2 ទំនើប បង្កប់ន័យភាពស្របគ្នាពេញលេញនៃពាក្យបញ្ជាដែលផ្ញើដោយអ្នកចងក្រងទៅខួរក្បាល។ ស្ថាបត្យកម្មនេះត្រូវបានគេហៅថា IA-64 ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយស្ថាបត្យកម្ម IA-32 ប្រពៃណីមិនទាន់អស់ទាំងស្រុងនៅឡើយ ដូច្នេះអត្ថិភាពរបស់វាត្រូវបានរំពឹងទុករហូតដល់ឆ្នាំ 2006 ។ វាលឿនពេកក្នុងការនិយាយអំពីឆ្នាំ 2005 ពីព្រោះការបញ្ចូលគ្នាកំពុងទទួលបានសន្ទុះ ហើយច្បាប់របស់ Moore នៅតែមានសុពលភាព។ ទោះបីជាជាគោលការណ៍ វាច្បាស់រួចទៅហើយថាការកើនឡើងនៃប្រេកង់ និងការកើនឡើងនៃឃ្លាំងសម្ងាត់លែងនាំមកនូវការកើនឡើងត្រឹមត្រូវនៃការអនុវត្ត ដូច្នេះក្រុមហ៊ុនបានសម្រេចចិត្តពឹងផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យា។ ការកើនឡើងនៃប្រេកង់ខណៈពេលដែលការរក្សាបាននូវកំណើននៃការបញ្ចេញកំដៅគឺមិនអាចទៅរួចទេដោយសារតែការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃចរន្តលេចធ្លាយនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។ ដោយសារស្ថាបត្យកម្មខ្នាតតូចមិនអាចកែលម្អដោយគ្មានកំណត់ ហើយគ្មានចំណុចណាមួយនៅក្នុងនោះ វាច្បាស់ណាស់ថាអនាគតស្ថិតនៅក្នុងការរួមបញ្ចូលបច្ចេកវិទ្យា និងសមត្ថភាពផ្សេងៗទៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វី។ ដូច្នេះ Intel នៅក្នុងផ្នែក server ពឹងផ្អែកលើ multi-core ហើយនៅក្នុងផ្នែក desktop - លើ multi-threading ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ AMD មិនចង់ធ្វើការវិនិយោគដ៏ធំនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវបែបនេះភ្លាមៗ "ទៅដូចជាសេះ": គ្រប់ទីកន្លែងដែលវាលើកកម្ពស់បច្ចេកវិទ្យាផលិតកម្មនៃ SOI (Silicon-on-Insulator) និងពឹងផ្អែកលើការពង្រីកមីក្រូស្ថាបត្យកម្មដល់ 64 ប៊ីត ក៏ដូចជា នៅលើឡានក្រុង HyperTransport ។

2. លក្ខណៈពិសេសនៃការផលិត microprocessors

វាត្រូវបានគេដឹងថាត្រង់ស៊ីស្ទ័រ CMOS ដែលមានស្រាប់មានដែនកំណត់ជាច្រើន ហើយនឹងមិនអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើនប្រេកង់ដំណើរការក្នុងពេលអនាគតដ៏ខ្លីនេះដោយគ្មានការឈឺចាប់នោះទេ។ នៅចុងឆ្នាំ 2003 នៅឯសន្និសីទទីក្រុងតូក្យូ ក្រុមហ៊ុន Intel បានធ្វើសេចក្តីប្រកាសដ៏សំខាន់មួយអំពីការអភិវឌ្ឍន៍សម្ភារៈថ្មីសម្រាប់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ semiconductor នាពេលអនាគត។ ដំបូងយើងកំពុងនិយាយអំពី dielectric ច្រកទ្វារត្រង់ស៊ីស្ទ័រថ្មីដែលមានថេរ dielectric ខ្ពស់ (អ្វីដែលគេហៅថា "high-k") ដែលនឹងត្រូវបានប្រើដើម្បីជំនួសស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO2) ដែលប្រើសព្វថ្ងៃនេះក៏ដូចជាថ្មី យ៉ាន់ស្ព័រដែកត្រូវគ្នាជាមួយឌីអេឡិចត្រិចច្រកទ្វារថ្មី។ ដំណោះស្រាយដែលស្នើឡើងដោយអ្នកស្រាវជ្រាវកាត់បន្ថយចរន្តលេចធ្លាយ 100 ដង ដែលធ្វើឱ្យវាអាចចូលទៅជិតការណែនាំនៃដំណើរការផលិតជាមួយនឹងបទដ្ឋាននៃការរចនា 45 nanometers ។ វាត្រូវបានចាត់ទុកថាដោយអ្នកជំនាញថាជាបដិវត្តន៍តូចមួយនៅក្នុងពិភពនៃបច្ចេកវិទ្យាមីក្រូអេឡិចត្រូនិច។

ដើម្បីយល់ពីអ្វីដែលយើងកំពុងនិយាយអំពី យើងដំបូងសូមក្រឡេកមើល MOSFET ធម្មតា ដោយឈរលើមូលដ្ឋាននៃ CPU ដែលស្មុគស្មាញបំផុតត្រូវបានបង្កើតឡើង។ MOSFET ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ។

រូបភាពទី 2 - MOSFET ។

នៅក្នុងនោះ ច្រក polysilicon conductive ត្រូវបានបំបែកចេញពី transistor channel ដោយស្រទាប់ស្តើងបំផុត (ត្រឹមតែ 1.2 nm ឬ 5 atoms thick) នៃ silicon dioxide (ជាវត្ថុធាតុដែលប្រើអស់ជាច្រើនទសវត្សរ៍ជា gate dielectric)។

កម្រាស់តូចមួយនៃ dielectric គឺចាំបាច់ដើម្បីទទួលបានមិនត្រឹមតែវិមាត្រតូចនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រទាំងមូលប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងសម្រាប់ដំណើរការខ្ពស់បំផុតរបស់វាផងដែរ (ភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ផ្លាស់ទីលឿនតាមរយៈច្រកទ្វារដែលជាលទ្ធផលដែល VT បែបនេះអាចប្តូរបានរហូតដល់ 10 ។ ពាន់លានដងក្នុងមួយវិនាទី)

សាមញ្ញ - ច្រកទ្វារចូលត្រង់ស៊ីស្ទ័រកាន់តែខិតជិត (នោះគឺឌីអេឡិចត្រិចកាន់តែស្តើង) "ផលប៉ះពាល់កាន់តែខ្លាំង" នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃល្បឿនវានឹងមាននៅលើអេឡិចត្រុងនិងរន្ធនៅក្នុងឆានែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។ រូបរាងនៃស្រទាប់អ៊ីសូឡង់នៃច្រកទ្វារត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 3 ។

រូបភាពទី 3 - ទិដ្ឋភាពខាងក្រៅនៃស្រទាប់អ៊ីសូឡង់នៃច្រកទ្វារ។

ដូច្នេះសារៈសំខាន់នៃការរកឃើញរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ Intel មិនអាចត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានបានទេ។ បន្ទាប់ពីប្រាំឆ្នាំនៃការស្រាវជ្រាវនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សាជីវកម្មបានបង្កើតសម្ភារៈពិសេសមួយដើម្បីជំនួសស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតប្រពៃណីនៅក្នុងផ្លូវផលិតបន្ទះឈីបធម្មតា។ តម្រូវការសម្រាប់សម្ភារៈបែបនេះគឺធ្ងន់ធ្ងរណាស់: ភាពឆបគ្នានៃគីមីនិងមេកានិចខ្ពស់ (នៅកម្រិតអាតូមិច) ជាមួយស៊ីលីកុនភាពងាយស្រួលនៃការផលិតក្នុងវដ្តតែមួយនៃដំណើរការស៊ីលីកុនប្រពៃណីប៉ុន្តែសំខាន់បំផុត - ការលេចធ្លាយទាបនិងថេរ dielectric ខ្ពស់។

ប្រសិនបើយើងកំពុងតស៊ូជាមួយនឹងការលេចធ្លាយនោះកម្រាស់នៃ dielectric ត្រូវតែត្រូវបានកើនឡើងយ៉ាងហោចណាស់ 2-3 nm (សូមមើលរូបភាពខាងលើ) ។ ដើម្បីរក្សា transconductance មុននៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ (ការពឹងផ្អែកនៃចរន្តនៅលើវ៉ុល) វាចាំបាច់ក្នុងការបង្កើនសមាមាត្រនៃថេរ dielectric នៃសម្ភារៈ dielectric ។ អ៊ីសូឡង់ដែលមានថេរ dielectric ខ្ពស់ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4 ។

រូបភាពទី 4 - អ៊ីសូឡង់ដែលមានថេរ dielectric ខ្ពស់។

ប្រសិនបើភាពជ្រាបចូលនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតភាគច្រើនគឺស្មើនឹង 4 (ឬតិចជាងបន្តិចនៅក្នុងស្រទាប់ ultrathin) បន្ទាប់មកតម្លៃសមហេតុផលនៃថេរ dielectric នៃ dielectric "Intel" ថ្មីអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាតម្លៃនៅក្នុងតំបន់នៃ 10-12 ។ ទោះបីជាការពិតដែលថាមានវត្ថុធាតុជាច្រើនដែលមានការអនុញ្ញាតបែបនេះ (សេរ៉ាមិច capacitor ឬគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនតែមួយ) កត្តានៃភាពឆបគ្នានៃបច្ចេកវិទ្យានៃវត្ថុធាតុដើមគឺមិនសំខាន់នៅទីនេះទេ។ ដូច្នេះសម្រាប់សម្ភារៈខ្ពស់ k-k ថ្មី ដំណើរការដាក់ប្រាក់ដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5 កំឡុងពេលស្រទាប់ម៉ូលេគុលមួយនៃសម្ភារៈនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងវដ្តមួយ។

រូបភាពទី 5 - គ្រោងការណ៍នៃដំណើរការដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់នៃការអនុវត្តស្រទាប់ High-K ។

ដោយផ្អែកលើរូបភាពនេះ វាអាចត្រូវបានសន្មត់ថាសម្ភារៈថ្មីក៏ជាអុកស៊ីតកម្មផងដែរ។ លើសពីនេះទៅទៀត ម៉ូណូអុកស៊ីត ដែលមានន័យថាការប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមជាចម្បងនៃក្រុមទីពីរ ឧទាហរណ៍ ម៉ាញ៉េស្យូម ស័ង្កសី ឬសូម្បីតែទង់ដែង។

ប៉ុន្តែបញ្ហាមិនត្រូវបានកំណត់ចំពោះ dielectric ទេ។ វាក៏ចាំបាច់ផងដែរក្នុងការផ្លាស់ប្តូរសម្ភារៈនៃការបិទដោយខ្លួនឯង - ស៊ីលីកុន polycrystalline ធម្មតា។ ការពិតគឺថាការជំនួសស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតជាមួយនឹង dielectric ខ្ពស់ k នាំឱ្យមានបញ្ហានៃអន្តរកម្មជាមួយស៊ីលីកុន polycrystalline (គម្លាតក្រុមនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រកំណត់វ៉ុលអប្បបរមាសម្រាប់វា) ។ បញ្ហាទាំងនេះអាចត្រូវបានលុបចោលដោយប្រើលោហៈច្រកទ្វារពិសេសសម្រាប់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រទាំងពីរប្រភេទ (n-MOS និង p-MOS) រួមផ្សំជាមួយនឹងដំណើរការផលិតពិសេស។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃសម្ភារៈនេះសម្រេចបាននូវដំណើរការនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័របំបែកកំណត់ត្រា និងចរន្តលេចធ្លាយទាប ដែលទាបជាងវត្ថុធាតុដើមបច្ចុប្បន្ន 100 ដង។ ក្នុងករណីនេះ វាលែងមានការល្បួងឱ្យប្រើបច្ចេកវិទ្យា SOI (ស៊ីលីកុននៅលើអ៊ីសូឡង់) ដែលមានតម្លៃថ្លៃជាងនេះទៀត ដើម្បីទប់ទល់នឹងការលេចធ្លាយ ដូចក្រុមហ៊ុនផលិត microprocessor ធំៗមួយចំនួនធ្វើ។ លក្ខណៈនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រស្រោប High-K ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6 ។

រូបភាពទី 6 - លក្ខណៈនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលមានថ្នាំកូត High-K ។

យើងក៏កត់សម្គាល់ផងដែរនូវការច្នៃប្រឌិតបច្ចេកវិទ្យាមួយផ្សេងទៀតពីក្រុមហ៊ុន Intel - បច្ចេកវិទ្យាស៊ីលីកុនតឹងណែនដែលត្រូវបានប្រើជាលើកដំបូងនៅក្នុងប្រព័ន្ធដំណើរការ 90-nanometer Prescott និង Dothan ។ ទីបំផុតក្រុមហ៊ុន Intel បានពន្យល់យ៉ាងលម្អិតអំពីរបៀបដែលស្រទាប់នៃស៊ីលីកូនតានតឹងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ CMOS របស់វា។ កោសិកា CMOS មានត្រង់ស៊ីស្ទ័រពីរគឺ nMOS និង pMOS ។ ក្រឡា CMOS នៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រពីរត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7 ។

រូបភាពទី 7 - កោសិកា CMOS នៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រពីរ។

នៅក្នុងទីមួយ (n-MOS) ឆានែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រ (n-channel) ធ្វើចរន្តដោយមានជំនួយពីអេឡិចត្រុង (ភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន) និងទីពីរ (p-MOS) - ដោយមានជំនួយពីរន្ធ (ភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានតាមលក្ខខណ្ឌ។ ) ដូច្នោះហើយ យន្តការនៃការបង្កើតស៊ីលីកុនដែលមានភាពតានតឹងនៅក្នុងករណីទាំងពីរនេះគឺខុសគ្នា។ សម្រាប់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ n-MOS ថ្នាំកូតខាងក្រៅដែលមានស្រទាប់ស៊ីលីកុននីត្រាត (Si3N4) ត្រូវបានប្រើដែលដោយសារតែភាពតានតឹងផ្នែកមេកានិច បន្តិច (ដោយប្រភាគនៃភាគរយ) លាតសន្ធឹង (ក្នុងទិសដៅនៃលំហូរបច្ចុប្បន្ន) បន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុន នៅក្រោមច្រកទ្វារដែលជាលទ្ធផលដែលចរន្តដំណើរការរបស់ឆានែលកើនឡើង 10% (និយាយទាក់ទងវាកាន់តែទូលាយសម្រាប់អេឡិចត្រុងដើម្បីផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅនៃឆានែល) ។ នៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ p-MOS ភាពផ្ទុយគ្នាគឺជាការពិត៖ សម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោម (ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត មានតែតំបន់បង្ហូរ និងប្រភព) ប្រើសមាសធាតុស៊ីលីកុន-ហ្គឺម៉ានីញ៉ូម (SiGe) ដែលបង្រួមបន្ទះគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនបន្តិចនៅក្រោមច្រកទ្វារក្នុងទិសដៅនៃ ឆានែល។ ដូច្នេះវាកាន់តែ "ងាយស្រួល" សម្រាប់រន្ធដើម្បី "ផ្លាស់ទី" តាមរយៈអាតូមមិនបរិសុទ្ធដែលទទួលយកហើយចរន្តប្រតិបត្តិការនៃឆានែលកើនឡើង 25% ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃបច្ចេកវិទ្យាទាំងពីរផ្តល់នូវការកើនឡើង 20-30% បច្ចុប្បន្ន។ ដូច្នេះការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា "ស៊ីលីកុនដែលមានភាពតានតឹង" នៅក្នុងឧបករណ៍ទាំងពីរប្រភេទ (n-MOS និង p-MOS) នាំឱ្យមានការកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃដំណើរការត្រង់ស៊ីស្ទ័រជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃថ្លៃដើមផលិតកម្មរបស់ពួកគេត្រឹមតែ ~ 2% និងធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបាន។ ដើម្បីបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រខ្នាតតូចបន្ថែមទៀតនៃជំនាន់ក្រោយ។ ក្រុមហ៊ុន Intel គ្រោងនឹងប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុនដែលមានភាពតានតឹងសម្រាប់ដំណើរការផលិតនាពេលអនាគតទាំងអស់រហូតដល់ 22nm ។ កោសិកាអង្គចងចាំ 6-transistor ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 8 ។

រូបភាពទី 8 - កោសិកាអង្គចងចាំត្រង់ស៊ីស្ទ័រ 6 ។

សម្ភារៈ dielectric ទាបត្រូវបានប្រើជា dielectric សម្រាប់ប្រសព្វស្ពាន់ (សូមមើលរូប) នៅក្នុងដំណើរការ Intel ទាំងអស់ដែលចាប់ផ្តើមពី 0.13 micron ។ វាកាត់បន្ថយ capacitance ដែលកើតឡើងរវាងការភ្ជាប់ទង់ដែងនៅលើបន្ទះឈីប ដែលបង្កើនអត្រាផ្ទេរសញ្ញាខាងក្នុង និងកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល។ Intel គឺជាក្រុមហ៊ុនដំបូងគេ ហើយរហូតមកដល់ពេលនេះ គឺជាក្រុមហ៊ុនតែមួយគត់ដែលប្រើសម្ភារៈទាប k នេះសម្រាប់អ៊ីសូឡង់ទំនាក់ទំនងគ្នាទៅវិញទៅមក។ ការតភ្ជាប់នៅក្នុងបន្ទះឈីបដែលបានបង្កើតដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ 90-nm ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9 ។

រូបភាពទី 9 - ការតភ្ជាប់នៅក្នុងបន្ទះឈីបដែលបង្កើតឡើងដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ 90-nm ។

បាទ/ចាស វាត្រូវតែទទួលស្គាល់ថាជោគជ័យរបស់ Intel Labs ក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យា semiconductor ប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតគឺគួរអោយចាប់អារម្មណ៍។ ជាធម្មតា ក្រុមហ៊ុន Intel គ្រប់គ្រងដើម្បីឈានមួយជំហានមុនដៃគូប្រកួតប្រជែងផ្សេងទៀតដូចជា IBM, Motorola និង Texas Instruments ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត នេះមិនមែនជារឿងគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលនោះទេ - បន្ទាប់ពីទាំងអស់ ការចំណាយលើការអភិវឌ្ឍន៍របស់ Intel ក្នុងឆ្នាំនេះតែម្នាក់ឯងមានចំនួនប្រហែល 4.3 ពាន់លានដុល្លារអាមេរិក! ហើយឥឡូវនេះសេចក្តីថ្លែងការណ៍អំពីភាពមិនអាចរកប្រាក់ចំណេញ និងភាពស្មុគស្មាញនៃបច្ចេកវិទ្យា SOI កំពុងតែមានភាពច្បាស់លាស់ ដែល Intel បានស៊ូទ្រាំនឹងស្បែករបស់វារួចហើយ ហើយ AMD ទើបតែបានយកវាឡើង។ ជាការប្រសើរណាស់ សក្ដានុពលវិទ្យាសាស្ត្រដ៏ធំអនុញ្ញាតឱ្យក្រុមហ៊ុនមិនត្រឹមតែមើលទៅអនាគតនៃបច្ចេកវិទ្យា microprocessor ជាច្រើនឆ្នាំខាងមុខប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអាចទស្សន៍ទាយការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងពិភពបច្ចេកវិទ្យា និងក្លាយជាអ្នកចូលរួមយ៉ាងសកម្មក្នុងការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះផងដែរ។ នេះ​ជា​តម្លៃ​ដែល​ក្រុមហ៊ុន​ចំណាយ​សម្រាប់​ការ​បង្កើត​ប្រវត្តិសាស្ត្រ​ដោយ​ដៃ​របស់​ខ្លួន ហើយ​មិន​មែន​ជា​អ្នក​ឈរ​មើល​ឡើយ។ នេះគឺជាមុខមាត់ពិតរបស់អ្នកដឹកនាំបច្ចេកវិទ្យា។

3. ដំណាក់កាលបច្ចេកវិទ្យានៃការផលិត microprocessor

3.1 របៀបដែលបន្ទះសៀគ្វីត្រូវបានផលិត

ការផលិតបន្ទះសៀគ្វីមាននៅក្នុងការដាក់ស្រទាប់ស្តើងជាមួយនឹង "លំនាំ" ស្មុគស្មាញនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន។ ទីមួយស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលដើរតួជាឧបករណ៍បិទអគ្គិសនី។ បន្ទាប់មក សម្ភារៈ photoresist ត្រូវបានអនុវត្តនៅលើកំពូល ហើយកន្លែងដែលមិនចង់បានត្រូវបានយកចេញដោយប្រើរបាំង និងការ irradiation អាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់។ នៅពេលដែលតំបន់ដែលមានជាតិវិទ្យុសកម្មត្រូវបានដកចេញ តំបន់នៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតនឹងបើកនៅក្រោម ដែលត្រូវបានយកចេញដោយការ etching ។ បន្ទាប់ពីនោះសម្ភារៈ photoresistive ក៏ត្រូវបានយកចេញផងដែរហើយយើងទទួលបានរចនាសម្ព័ន្ធជាក់លាក់មួយនៅលើផ្ទៃស៊ីលីកុន។ បន្ទាប់មកដំណើរការ photolithography បន្ថែមត្រូវបានអនុវត្តដោយមានសម្ភារៈផ្សេងគ្នារហូតដល់រចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្រដែលចង់បានត្រូវបានទទួល។ ស្រទាប់នីមួយៗអាចត្រូវបាន doped ជាមួយសារធាតុជាក់លាក់មួយឬ ions ផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី។ វីនដូត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងស្រទាប់នីមួយៗដើម្បីបន្ទាប់មកនាំមកនូវការតភ្ជាប់ដែក។

ចំពោះការផលិតស្រទាប់ខាងក្រោម ពួកគេត្រូវតែកាត់ចេញពីគ្រីស្តាល់ស៊ីឡាំងតែមួយទៅជា "នំផេនខេក" ស្តើង ដើម្បីងាយស្រួលកាត់ចូលទៅក្នុងគ្រីស្តាល់ដំណើរការដាច់ដោយឡែកនៅពេលក្រោយ។ ការធ្វើតេស្តស្មុគ្រស្មាញត្រូវបានអនុវត្តនៅគ្រប់ជំហាននៃការផលិតដើម្បីវាយតម្លៃគុណភាព។ ការស៊ើបអង្កេតអគ្គិសនីត្រូវបានប្រើដើម្បីសាកល្បងបន្ទះឈីបនីមួយៗនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម។ ទីបំផុតស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានកាត់ចូលទៅក្នុងស្នូលបុគ្គល ស្នូលដែលមិនដំណើរការត្រូវបានលុបចោលភ្លាមៗ។ អាស្រ័យលើលក្ខណៈ ស្នូលក្លាយជា processor មួយ ឬមួយផ្សេងទៀត ហើយត្រូវបានរុំព័ទ្ធក្នុងកញ្ចប់ដែលជួយសម្រួលដល់ការដំឡើង processor នៅលើ motherboard ។ ប្លុកមុខងារទាំងអស់ឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តភាពតានតឹងដែលពឹងផ្អែកខ្លាំង។

1.2 វាទាំងអស់ចាប់ផ្តើមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម

ជំហានដំបូងក្នុងការផលិតខួរក្បាលត្រូវបានធ្វើនៅក្នុងបន្ទប់ស្អាត។ ដោយវិធីនេះវាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថាការផលិតបច្ចេកវិទ្យាបែបនេះគឺជាការប្រមូលផ្តុំដើមទុនដ៏ធំក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េ។ ការសាងសង់រោងចក្រទំនើបមួយដែលមានឧបករណ៍ទាំងអស់យ៉ាងងាយស្រួល "ហើរទៅឆ្ងាយ" 2-3 ពាន់លានដុល្លារហើយវាត្រូវចំណាយពេលជាច្រើនខែដើម្បីសាកល្បងដំណើរការនៃបច្ចេកវិទ្យាថ្មី។ មានតែពេលនោះទេ ដែលរោងចក្រអាចផលិតឧបករណ៍ដំណើរការបានច្រើន។

ជាទូទៅដំណើរការផលិតបន្ទះសៀគ្វីមានជំហានដំណើរការស្រទាប់ខាងក្រោមជាច្រើន។ នេះរួមបញ្ចូលទាំងការបង្កើតស្រទាប់ខាងក្រោមដោយខ្លួនឯងដែលនៅទីបំផុតនឹងត្រូវបានកាត់ចូលទៅក្នុងគ្រីស្តាល់បុគ្គល។

1.3 ការផលិតស្រទាប់ខាងក្រោម

វាទាំងអស់ចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់តែមួយ ដែលគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជត្រូវបានបង្កប់នៅក្នុងអាងងូតទឹកនៃស៊ីលីកុនរលាយ ដែលមានទីតាំងនៅខាងលើចំណុចរលាយនៃស៊ីលីកុន polycrystalline ។ វាជាការសំខាន់ណាស់ដែលគ្រីស្តាល់លូតលាស់យឺត (ប្រហែលមួយថ្ងៃ) ដើម្បីធានាថាអាតូមត្រូវបានរៀបចំត្រឹមត្រូវ។ Polycrystalline ឬ amorphous silicon ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយគ្រីស្តាល់ចម្រុះជាច្រើនដែលនឹងបណ្តាលឱ្យមានរចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃដែលមិនចង់បានជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីខ្សោយ។

នៅពេលដែលស៊ីលីកុនត្រូវបានរលាយ វាអាចត្រូវបាន doped ជាមួយសារធាតុផ្សេងទៀតដែលផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីរបស់វា។ ដំណើរការទាំងមូលកើតឡើងនៅក្នុងបន្ទប់បិទជិតជាមួយនឹងសមាសធាតុខ្យល់ពិសេសដូច្នេះថាស៊ីលីកុនមិនកត់សុី។

គ្រីស្តាល់តែមួយត្រូវបានកាត់ចូលទៅក្នុង "នំផេនខេន" ដោយប្រើគ្រាប់ពេជ្ររាងជារង្វង់ដែលមានភាពត្រឹមត្រូវបំផុតហើយមិនបង្កើតភាពមិនប្រក្រតីធំ ៗ នៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ ជាការពិតណាស់ក្នុងករណីនេះផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមនៅតែមិនរាបស្មើឥតខ្ចោះដូច្នេះត្រូវការប្រតិបត្តិការបន្ថែម។ រូបរាងនៃគ្រីស្តាល់តែមួយត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 10 ។

រូបភាពទី 10 - រូបរាងនៃគ្រីស្តាល់តែមួយ។

ទីមួយ ដោយប្រើបន្ទះដែកបង្វិល និងសម្ភារៈសំណឹក (ដូចជាអាលុយមីញ៉ូអុកស៊ីដ) ស្រទាប់ក្រាស់មួយត្រូវបានយកចេញពីស្រទាប់ខាងក្រោម (ដំណើរការហៅថាការបិទភ្ជាប់)។ ជាលទ្ធផលភាពមិនប្រក្រតីដែលមានទំហំចាប់ពី 0.05 មីលីម៉ែត្រទៅប្រហែល 0.002 មីលីម៉ែត្រ (2,000 nm) ត្រូវបានលុបចោល។ បន្ទាប់មកគែមនៃស្រទាប់ខាងក្រោមនីមួយៗគួរតែត្រូវបានបង្គត់ចេញ ព្រោះគែមមុតស្រួចអាចបណ្តាលឱ្យស្រទាប់របកចេញ។ បន្ទាប់មកដំណើរការ etching ត្រូវបានគេប្រើ នៅពេលដែលប្រើប្រាស់សារធាតុគីមីផ្សេងៗ (អាស៊ីត hydrofluoric, acetic acid, nitric) ផ្ទៃត្រូវបានរលោងប្រហែល 50 microns។ មិនមានការខ្សោះជីវជាតិនៃផ្ទៃដោយសារតែដំណើរការទាំងមូលគឺគីមីទាំងស្រុង។ វាអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកដកចេញនូវកំហុសដែលនៅសេសសល់នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលជាលទ្ធផលដែលផ្ទៃនឹងនៅជិតឧត្តមគតិ។

ជំហានចុងក្រោយគឺការប៉ូលា ដែលធ្វើឲ្យផ្ទៃរលោងចុះដល់ភាពរដុប អតិបរមា 3 nm ។ ការ​ប៉ូលា​ត្រូវ​បាន​ធ្វើ​ដោយ​ល្បាយ​នៃ​សូដ្យូម​អ៊ីដ្រូស៊ីត និង​ស៊ីលីកា​គ្រាប់។

សព្វថ្ងៃនេះ microprocessor wafers មានអង្កត់ផ្ចិត 200 ឬ 300 mm ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកផលិតបន្ទះឈីបទទួលបាន processors ជាច្រើនពី wafer នីមួយៗ។ ជំហានបន្ទាប់នឹងមានស្រទាប់ខាងក្រោម 450 មីលីម៉ែត្រប៉ុន្តែមុនឆ្នាំ 2013 ពួកគេមិនគួរត្រូវបានគេរំពឹងទុកទេ។ ជាទូទៅ អង្កត់ផ្ចិត wafer កាន់តែធំ បន្ទះសៀគ្វីកាន់តែច្រើនដែលមានទំហំដូចគ្នាអាចផលិតបាន។ ឧទាហរណ៍ wafer 300 mm ផ្តល់ទិន្នផលច្រើនជាង 2 ដងនៃ processors ច្រើនជាង wafer 200 mm ។

1.4 សារធាតុញៀន ការសាយភាយ

យើងបាននិយាយរួចមកហើយនូវសារធាតុ doping ដែលត្រូវបានអនុវត្តក្នុងអំឡុងពេលនៃការរីកលូតលាស់នៃគ្រីស្តាល់តែមួយ។ ប៉ុន្តែការ doping ត្រូវបានអនុវត្តទាំងជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបានបញ្ចប់និងក្នុងអំឡុងពេល

ពេលវេលានៃដំណើរការ photolithography នៅពេលក្រោយ។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីនៃតំបន់ និងស្រទាប់មួយចំនួន ហើយមិនមែនរចនាសម្ព័ន្ធទាំងមូលនៃគ្រីស្តាល់នោះទេ។

ការបន្ថែមសារធាតុ dopant អាចកើតឡើងតាមរយៈការសាយភាយ។ អាតូម Dopant បំពេញចន្លោះទំនេរនៅខាងក្នុងបន្ទះគ្រីស្តាល់ រវាងរចនាសម្ព័ន្ធស៊ីលីកុន។ ក្នុងករណីខ្លះរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានស្រាប់ក៏អាចត្រូវបាន doped ។ ការសាយភាយត្រូវបានអនុវត្តដោយជំនួយនៃឧស្ម័ន (អាសូត និង argon) ឬដោយជំនួយពីសារធាតុរឹង ឬប្រភពផ្សេងទៀតនៃសារធាតុ dopant ។

វិធីសាស្រ្តមួយផ្សេងទៀតចំពោះសារធាតុ doping គឺការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងដែលមានប្រយោជន៍ខ្លាំងណាស់ក្នុងការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលត្រូវបាន doped ចាប់តាំងពីការដាក់បញ្ចូលអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានអនុវត្តនៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា។ ដូច្នេះភាពមិនបរិសុទ្ធដែលមានស្រាប់មិនសាយភាយទេ។ របាំងអាចត្រូវបានអនុវត្តទៅស្រទាប់ខាងក្រោមដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកដំណើរការតែផ្នែកជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះ។ ជាការពិតណាស់ មនុស្សម្នាក់អាចនិយាយអំពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងរយៈពេលយូរ ហើយពិភាក្សាអំពីជម្រៅនៃការជ្រៀតចូល ការធ្វើឱ្យសកម្មសារធាតុបន្ថែមនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឥទ្ធិពលឆានែល ការជ្រៀតចូលទៅក្នុងកម្រិតអុកស៊ីតកម្ម។ល។ ប៉ុន្តែនេះគឺហួសពីវិសាលភាពនៃអត្ថបទរបស់យើង។ នីតិវិធីអាចត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតច្រើនដងក្នុងអំឡុងពេលផលិត។

1.5 បង្កើតរបាំងមុខ

ដើម្បីបង្កើតផ្នែកនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដំណើរការនៃ photolithography ត្រូវបានប្រើ។ ដោយសារក្នុងករណីនេះវាមិនចាំបាច់ក្នុងការ irradiate ផ្ទៃទាំងមូលនៃស្រទាប់ខាងក្រោម, វាជាការសំខាន់ក្នុងការប្រើអ្វីដែលគេហៅថារបាំង, ដែលបញ្ជូនវិទ្យុសកម្មអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់តែទៅតំបន់មួយចំនួន។ របាំងអាចត្រូវបានប្រៀបធៀបទៅនឹងអវិជ្ជមានខ្មៅនិងស។ សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាមានស្រទាប់ជាច្រើន (20 ឬច្រើនជាងនេះ) ហើយពួកវានីមួយៗត្រូវការរបាំងផ្ទាល់ខ្លួនរបស់វា។

រចនាសម្ព័ន្ធខ្សែភាពយន្ត chrome ស្តើងត្រូវបានអនុវត្តទៅលើផ្ទៃនៃចានកញ្ចក់រ៉ែថ្មខៀវដើម្បីបង្កើតលំនាំ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះដែរ ឧបករណ៍ថ្លៃៗដោយប្រើធ្នឹមអេឡិចត្រុង ឬឡាស៊ែរសរសេរទិន្នន័យចាំបាច់នៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា ជាលទ្ធផលយើងទទួលបានគំរូនៃក្រូមីញ៉ូមលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមថ្មខៀវ។ វាជាការសំខាន់ណាស់ដែលត្រូវយល់ថាការកែប្រែនីមួយៗនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នានាំឱ្យមានតម្រូវការក្នុងការផលិតរបាំងថ្មីដូច្នេះដំណើរការទាំងមូលនៃការផ្លាស់ប្តូរគឺចំណាយច្រើន។ រូបរាងនៃរបាំង EUV ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 11 ។

រូបភាពទី 11 - រូបរាងនៃរបាំង EUV ។

1.6 ការថតរូបភាព

ដោយប្រើ photolithography រចនាសម្ព័ន្ធមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន។ ដំណើរការត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតច្រើនដងរហូតដល់ស្រទាប់ជាច្រើន (ច្រើនជាង 20) ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ស្រទាប់អាចមានវត្ថុធាតុផ្សេងៗគ្នា លើសពីនេះអ្នកក៏ត្រូវគិតតាមរយៈការភ្ជាប់ជាមួយខ្សែមីក្រូទស្សន៍ផងដែរ។ ស្រទាប់ទាំងអស់អាចត្រូវបានលោហធាតុ។

មុនពេលដំណើរការ photolithography ចាប់ផ្តើម ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានសម្អាត និងកំដៅដើម្បីយកភាគល្អិតស្អិត និងទឹក។ បន្ទាប់មកស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានស្រោបដោយស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតដោយប្រើឧបករណ៍ពិសេស។ បន្ទាប់មកភ្នាក់ងារភ្ជាប់មួយត្រូវបានអនុវត្តទៅស្រទាប់ខាងក្រោមដែលធានាថាសម្ភារៈ photoresist ដែលនឹងត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងជំហានបន្ទាប់នៅតែមាននៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម។ សម្ភារៈ photoresist ត្រូវបានអនុវត្តទៅពាក់កណ្តាលនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបន្ទាប់មកចាប់ផ្តើមបង្វិលក្នុងល្បឿនលឿនដូច្នេះថាស្រទាប់ត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នាលើផ្ទៃទាំងមូលនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ បន្ទាប់មកស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានកំដៅម្តងទៀត។ គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការ photolithography ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 12 ។

រូបភាពទី 12 - គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការ photolithography ។

បន្ទាប់មកគម្របត្រូវបាន irradiated តាមរយៈរបាំងដោយប្រើ quantum laser កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេរឹង កាំរស្មី X កាំរស្មីអេឡិចត្រុងឬធ្នឹមអ៊ីយ៉ុង - ប្រភពនៃពន្លឺឬថាមពលទាំងអស់នេះអាចត្រូវបានប្រើ។ ធ្នឹមអេឡិចត្រុងត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់របាំងមុខ កាំរស្មីអ៊ិច និងធ្នឹមអ៊ីយ៉ុងសម្រាប់គោលបំណងស្រាវជ្រាវ ហើយផលិតកម្មឧស្សាហកម្មសព្វថ្ងៃនេះត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយកាំរស្មីយូវីរឹង និងឡាស៊ែរឧស្ម័ន។ ប្រភេទនៃប្រភពនៃការប៉ះពាល់នឹងគម្របត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 13 ។

រូបភាពទី 13 - ប្រភេទនៃប្រភពនៃការប៉ះពាល់នឹងគម្រប។

កាំរស្មី UV រឹងនៅរលកនៃ 13.5 nm irradiates សម្ភារៈ photoresist នៅពេលដែលវាឆ្លងកាត់របាំង។

ពេលវេលានៃការព្យាករណ៍ និងការផ្តោតអារម្មណ៍មានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ក្នុងការទទួលបានលទ្ធផលដែលចង់បាន។ ការផ្តោតអារម្មណ៍មិនល្អនឹងបណ្តាលឱ្យមានភាគល្អិតបន្ថែមនៃសម្ភារៈ photoresist ដែលនៅសេសសល់ ដោយសាររន្ធមួយចំនួននៅក្នុងរបាំងនឹងមិនត្រូវបាន irradiated ត្រឹមត្រូវ។ ដូចគ្នានេះដែរនឹងកើតឡើងប្រសិនបើពេលវេលាព្យាករណ៍ខ្លីពេក។ បន្ទាប់មករចនាសម្ព័ន្ធ photoresist នឹងធំទូលាយពេក, តំបន់នៅក្រោមរន្ធនឹងត្រូវបានប៉ះពាល់។ ម៉្យាងវិញទៀត ពេលវេលានៃការព្យាករច្រើនហួសហេតុ បង្កើតផ្ទៃធំពេកនៅក្រោមរន្ធ និងបង្រួមរចនាសម្ព័ន្ធ photoresist ពេក។ តាមក្បួនវាចំណាយពេលច្រើន ហើយពិបាកក្នុងការកែតម្រូវ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ។ ការលៃតម្រូវមិនបានជោគជ័យនឹងនាំឱ្យមានគម្លាតធ្ងន់ធ្ងរនៅក្នុង conductors តភ្ជាប់។

ឯកតាព្យាករណ៍ជំហានពិសេសផ្លាស់ទីស្រទាប់ខាងក្រោមទៅទីតាំងដែលចង់បាន។ បន្ទាប់មកបន្ទាត់ ឬផ្នែកមួយអាចត្រូវបានព្យាករ ដែលភាគច្រើនត្រូវគ្នាទៅនឹងបន្ទះឈីបដំណើរការមួយ។ ការកំណត់ខ្នាតតូចបន្ថែមអាចធ្វើការផ្លាស់ប្តូរបន្ថែម។ ពួកគេអាចបំបាត់កំហុសបច្ចេកវិទ្យាដែលមានស្រាប់ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ។ ការដំឡើងខ្នាតតូចជាធម្មតាដំណើរការលើផ្ទៃដីតិចជាង 1 sq ។ mm ខណៈពេលដែលការដំឡើងធម្មតាគ្របដណ្តប់តំបន់ធំជាង។

ការឆ្លាក់ និងការសម្អាតស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 14 ។

រូបភាពទី 14 - ការឆ្លាក់ និងការសម្អាតស្រទាប់ខាងក្រោម។

បន្ទាប់មកស្រទាប់ខាងក្រោមបន្តទៅដំណាក់កាលថ្មីមួយដែលសម្ភារៈ photoresist ខ្សោយត្រូវបានដកចេញ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យចូលទៅកាន់ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត។ មានដំណើរការ etch សើម និងស្ងួត ដែលព្យាបាលតំបន់នៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត។ ដំណើរការសើមប្រើសមាសធាតុគីមី ចំណែកដំណើរការស្ងួតប្រើឧស្ម័ន។ ដំណើរការដាច់ដោយឡែកមួយគឺដើម្បីយកសំណល់នៃសម្ភារៈ photoresist ចេញ។ អ្នកផលិតជាញឹកញាប់រួមបញ្ចូលគ្នានូវការដកចេញសើមនិងស្ងួតដូច្នេះសម្ភារៈ photoresist ត្រូវបានដកចេញទាំងស្រុង។ នេះគឺសំខាន់ព្រោះសម្ភារៈ photoresist គឺសរីរាង្គ ហើយប្រសិនបើទុកចោលមិនបានយកចេញ អាចបណ្តាលឱ្យមានពិការភាពនៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។

បន្ទាប់ពីការ etching និងការសម្អាត អ្នកអាចបន្តទៅការត្រួតពិនិត្យនៃស្រទាប់ខាងក្រោម ដែលជាធម្មតាកើតឡើងនៅដំណាក់កាលសំខាន់នីមួយៗ ឬផ្ទេរស្រទាប់ខាងក្រោមទៅជាវដ្តថ្មីមួយនៃ photolithography ។

ការធ្វើតេស្តស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 15 ។

រូបភាពទី 15 - ការធ្វើតេស្តស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។

ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបានបញ្ចប់ត្រូវបានសាកល្បងលើអ្វីដែលគេហៅថាអង្គភាពត្រួតពិនិត្យការស៊ើបអង្កេត។ ពួកគេធ្វើការជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោមទាំងមូល។ ទំនាក់ទំនងស៊ើបអង្កេតត្រូវបានដាក់លើទំនាក់ទំនងនៃគ្រីស្តាល់នីមួយៗ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យការធ្វើតេស្តអគ្គិសនីត្រូវបានអនុវត្ត។ កម្មវិធីសាកល្បងមុខងារទាំងអស់នៃស្នូលនីមួយៗ។

ការកាត់ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 16 ។

រូបភាពទី 16 - ការកាត់ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបង្ហាញ។

តាមរយៈការកាត់ចេញពីស្រទាប់ខាងក្រោម ស្នូលនីមួយៗអាចទទួលបាន។ នៅពេលនេះ ការដំឡើងការត្រួតពិនិត្យការស៊ើបអង្កេតបានកំណត់រួចហើយថាគ្រីស្តាល់ណាដែលមានកំហុស ដូច្នេះបន្ទាប់ពីកាត់ពួកវាអាចបំបែកចេញពីរបស់ល្អបាន។ កាលពីមុន គ្រីស្តាល់ដែលខូចត្រូវបានសម្គាល់រាងកាយ ឥឡូវនេះវាមិនចាំបាច់ទេ ព័ត៌មានទាំងអស់ត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងមូលដ្ឋានទិន្នន័យតែមួយ។

បន្ទាប់មកស្នូលមុខងារត្រូវភ្ជាប់ជាមួយកញ្ចប់ដំណើរការដោយប្រើសម្ភារៈ adhesive ។

ការភ្ជាប់ខ្សែនៃស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 17 ។

រូបភាពទី 17. - ការតភ្ជាប់ខ្សែនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។

បន្ទាប់មកអ្នកត្រូវធ្វើការតភ្ជាប់ខ្សែភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងឬជើងនៃកញ្ចប់និងគ្រីស្តាល់ខ្លួនឯង។ ការតភ្ជាប់មាស អាលុយមីញ៉ូម ឬទង់ដែងអាចត្រូវបានប្រើ។

ការវេចខ្ចប់ឧបករណ៍ដំណើរការត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 18 ។

រូបភាពទី 17 - ការវេចខ្ចប់ម៉ាស៊ីនដំណើរការ។

អ្នកកែច្នៃទំនើបភាគច្រើនប្រើការវេចខ្ចប់ផ្លាស្ទិចជាមួយនឹងឧបករណ៍បំពងកំដៅ។ ជាធម្មតា ស្នូលត្រូវបានរុំក្នុងថង់សេរ៉ាមិច ឬផ្លាស្ទិចដើម្បីការពារការខូចខាត។ ឧបករណ៍ដំណើរការទំនើបត្រូវបានបំពាក់ដោយអ្វីដែលគេហៅថាឧបករណ៍បំលែងកំដៅដែលផ្តល់នូវការការពារបន្ថែមសម្រាប់គ្រីស្តាល់ក៏ដូចជាផ្ទៃទំនាក់ទំនងធំជាមួយម៉ាស៊ីនត្រជាក់។

ដំណាក់កាលចុងក្រោយពាក់ព័ន្ធនឹងការធ្វើតេស្តដំណើរការដែលកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើងស្របតាមលក្ខណៈបច្ចេកទេសរបស់ខួរក្បាល។ ខួរក្បាលត្រូវបានដំឡើងដោយស្វ័យប្រវត្តិនៅក្នុងរន្ធសាកល្បង បន្ទាប់ពីនោះមុខងារចាំបាច់ទាំងអស់ត្រូវបានវិភាគ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ការផលិត microprocessors មានដំណាក់កាលសំខាន់ពីរ។ ទីមួយគឺនៅក្នុងការផលិតស្រទាប់ខាងក្រោមដែល AMD និង Intel ធ្វើនៅក្នុងរោងចក្ររបស់ពួកគេ។ នេះរួមបញ្ចូលទាំងការចែកចាយលក្ខណៈសម្បត្តិចរន្តទៅស្រទាប់ខាងក្រោម។ ដំណាក់កាលទីពីរគឺការធ្វើតេស្តនៃស្រទាប់ខាងក្រោមការជួបប្រជុំគ្នានិងការវេចខ្ចប់នៃខួរក្បាល។ ប្រតិបត្តិការចុងក្រោយជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងប្រទេសដែលមានតម្លៃថោក។ ប្រសិនបើអ្នកក្រឡេកមើល Intel processors អ្នកនឹងឃើញថាការវេចខ្ចប់ត្រូវបានផលិតនៅប្រទេសកូស្តារីកា ម៉ាឡេស៊ី ហ្វីលីពីន។ល។

ឥឡូវនេះ AMD និង Intel កំពុងព្យាយាមផលិតផលិតផលសម្រាប់ចំនួនអតិបរមានៃផ្នែកទីផ្សារ លើសពីនេះ ដោយផ្អែកលើការចាត់ថ្នាក់អប្បបរមានៃគ្រីស្តាល់។ ឧទាហរណ៍ដ៏ល្អឥតខ្ចោះមួយគឺ ខ្សែដំណើរការ Intel Core 2 Duo ។ មានប្រព័ន្ធដំណើរការដែលមានឈ្មោះកូដចំនួនបីសម្រាប់ទីផ្សារផ្សេងៗគ្នា៖ Merom សម្រាប់កម្មវិធីទូរស័ព្ទ Conroe សម្រាប់កំណែផ្ទៃតុ Woodcrest សម្រាប់កំណែម៉ាស៊ីនមេ។ ដំណើរការទាំងបីត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើមូលដ្ឋានបច្ចេកវិទ្យាដូចគ្នា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកផលិតធ្វើការសម្រេចចិត្តនៅដំណាក់កាលចុងក្រោយនៃការផលិត។ មុខងារអាចត្រូវបានបើក ឬបិទ ហើយអត្រានាឡិកាបច្ចុប្បន្នផ្តល់ឱ្យ Intel នូវអត្រាទិន្នផលបន្ទះឈីបដ៏ល្អ។ ប្រសិនបើតម្រូវការសម្រាប់ប្រព័ន្ធដំណើរការចល័តកើនឡើងនៅក្នុងទីផ្សារ ក្រុមហ៊ុន Intel អាចផ្តោតលើការចេញផ្សាយម៉ូដែល Socket 479 ។ ប្រសិនបើតម្រូវការសម្រាប់ម៉ូដែលកុំព្យូទ័រកើនឡើងនោះ ក្រុមហ៊ុននឹងសាកល្បង ធ្វើឱ្យមានសុពលភាព និងកញ្ចប់បន្ទះឈីបសម្រាប់ Socket 775 ខណៈពេលដែលដំណើរការម៉ាស៊ីនមេត្រូវបានវេចខ្ចប់សម្រាប់ រន្ធ 771. ដូច្នេះសូម្បីតែដំណើរការ 4-core កំពុងត្រូវបានបង្កើតឡើង: គ្រីស្តាល់ dual-core ពីរត្រូវបានដំឡើងនៅក្នុងកញ្ចប់តែមួយ ដូច្នេះយើងទទួលបានបួនស្នូល។

គន្ថនិទ្ទេស

1. Muller S. ទំនើបកម្ម និងការជួសជុលកុំព្យូទ័រ, M.: 2003 ។

2. Asmakov S. Technologies for create an element base, Computer-Press, No. 1, p. 29, 2007 ។

3. Asmakov S. New technologies, Computer-Press, លេខ 1, ទំព័រ 36, 2007 ។

4. Pakhomov S. Modern processors for PC, Computer-Press, No. 12, p. 22, 2006 ។

5. Pakhomov S. ដំណោះស្រាយផ្អែកលើ Intel Itanium 2 processors លេខ 9 ទំព័រ 12 ឆ្នាំ 2006 ។

ថ្មីៗនេះនៅក្នុងសារមន្ទីរពហុបច្ចេកទេសទីក្រុងម៉ូស្គូ កន្លែងដាក់ឧបករណ៍កុំព្យូទ័រត្រូវបានធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ - ក្រុមហ៊ុន Intel បានដាក់ជំហររបស់ខ្លួននៅទីនោះ ដែលត្រូវបានគេហៅថា " ពីខ្សាច់ទៅដំណើរការ"ចាប់ពីពេលនេះតទៅ ជំហរនេះនឹងក្លាយជាផ្នែកសំខាន់មួយនៃដំណើរកំសាន្តរបស់សាលា ប៉ុន្តែខ្ញុំណែនាំសូម្បីតែមនុស្សពេញវ័យកុំឱ្យពន្យារពេលការចូលមើលស្ថាប័ននេះលើសពីប្រាំឆ្នាំ - នៅឆ្នាំ 2016 ក្រុមហ៊ុន Intel គ្រោងនឹង "ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង" សារមន្ទីរយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដើម្បីឱ្យវាអាចចូលបាន។ សារមន្ទីរវិទ្យាសាស្ត្រល្អបំផុតទាំង ១០ នៅលើពិភពលោក!

វដ្ដនៃការបង្រៀនដែលមានឈ្មោះដូចគ្នាជាបីផ្នែកគឺត្រូវកំណត់ពេលស្របគ្នាជាមួយនឹងព្រឹត្តិការណ៍នេះ។ ការបង្រៀនពីរបានកន្លងផុតទៅហើយ - អ្នកអាចរកឃើញខ្លឹមសាររបស់ពួកគេនៅក្រោមការកាត់។ ជាការប្រសើរណាស់, ប្រសិនបើអ្នកចាប់អារម្មណ៍លើទាំងអស់នេះ, បន្ទាប់មកអ្នកនឹងនៅតែមានពេលវេលាដើម្បីចូលរួមការបង្រៀនទីបី, ព័ត៌មានអំពីការដែលនៅចុងបញ្ចប់នៃការប្រកាសនេះ។

ខ្ញុំមិនខ្មាស់អៀនក្នុងការទទួលស្គាល់ថាអត្ថបទនេះភាគច្រើនគឺពិតជាសេចក្តីសង្ខេបនៃការបង្រៀនដំបូងនោះ។ Nikolay Suetinនាយកនៃគម្រោងខាងក្រៅក្នុងវិស័យស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍របស់ក្រុមហ៊ុន Intel នៅប្រទេសរុស្ស៊ី។ សម្រាប់ផ្នែកភាគច្រើន វាគឺអំពីបច្ចេកវិទ្យា semiconductor ទំនើប និងបញ្ហាដែលពួកគេប្រឈមមុខ។

ខ្ញុំស្នើឱ្យចាប់ផ្តើមអានអ្វីដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ហើយយើងនឹងចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងមូលដ្ឋានគ្រឹះបំផុត។

ស៊ីភីយូ

តាមបច្ចេកទេស microprocessor ទំនើបត្រូវបានផលិតក្នុងទម្រង់ជាសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដ៏ធំបំផុតតែមួយ ដែលមានធាតុជាច្រើនពាន់លាន - នេះគឺជារចនាសម្ព័ន្ធដ៏ស្មុគស្មាញបំផុតមួយដែលបង្កើតឡើងដោយមនុស្ស។ ធាតុសំខាន់នៃ microprocessor ណាមួយគឺឧបករណ៍ប្តូរដាច់ពីគ្នា - ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។ តាមរយៈការទប់ស្កាត់ និងឆ្លងកាត់ចរន្តអគ្គិសនី (បិទ) ពួកគេបើកសៀគ្វីតក្កវិជ្ជារបស់កុំព្យូទ័រឱ្យដំណើរការជាពីររដ្ឋ ពោលគឺនៅក្នុងប្រព័ន្ធគោលពីរ។ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រត្រូវបានវាស់ជា nanometer ។ មួយណាណូម៉ែត្រ (nm) គឺមួយពាន់លាន (10−9) នៃម៉ែត្រមួយ។
ផ្នែកសំខាន់នៃការងារនៅពេលបង្កើត processors មិនត្រូវបានធ្វើឡើងដោយមនុស្សទាល់តែសោះ ប៉ុន្តែដោយយន្តការមនុស្សយន្ត - វាគឺជាពួកគេដែលទាញ wafers ស៊ីលីកុនទៅក្រោយ។ វដ្តនៃការផលិតចាននីមួយៗអាចឡើងដល់ 2-3 ខែ។

នៅក្នុងលម្អិតបន្ថែមទៀត (និងមើលឃើញ) អំពីបច្ចេកវិទ្យានៃការផលិតនៃ processors, ខ្ញុំនឹងប្រាប់អ្នក, ប៉ុន្តែសម្រាប់ពេលនេះ, យ៉ាងខ្លី។

ចានពិតជាធ្វើពីដីខ្សាច់ - បើនិយាយពីអត្រាប្រេវ៉ាឡង់នៅក្នុងសំបកផែនដី ស៊ីលីកុនជាប់ចំណាត់ថ្នាក់ទីពីរបន្ទាប់ពីអុកស៊ីហ្សែន។ តាមរយៈប្រតិកម្មគីមី ស៊ីលីកុនអុកស៊ីដ (SiO 2) ត្រូវបានបន្សុតយ៉ាងម៉ត់ចត់ ធ្វើឱ្យស្អាតពី "កខ្វក់" ។ សម្រាប់មីក្រូអេឡិចត្រូនិចស៊ីលីកុនគ្រីស្តាល់តែមួយគឺត្រូវការ - វាត្រូវបានទទួលពីការរលាយ។ វាទាំងអស់ចាប់ផ្តើមដោយគ្រីស្តាល់តូចមួយ (ដែលត្រូវបានទម្លាក់ចូលទៅក្នុងរលាយ) - ក្រោយមកវាប្រែទៅជាគ្រីស្តាល់តែមួយពិសេសដែលមានកំពស់ដូចមនុស្ស។ បនា្ទាប់មកពិការភាពសំខាន់ៗត្រូវបានយកចេញហើយប៊ូលត្រូវបានកាត់ចូលទៅក្នុងថាសដែលមានខ្សែស្រឡាយពិសេស (ជាមួយម្សៅពេជ្រ) - ថាសនីមួយៗត្រូវបានដំណើរការដោយប្រុងប្រយ័ត្នទៅជាផ្ទៃរាបស្មើនិងរលោង (នៅកម្រិតអាតូមិក) ។ កម្រាស់នៃចាននីមួយៗគឺប្រហែល 1 មីលីម៉ែត្រ - តែមួយគត់ដើម្បីកុំឱ្យវាខូចឬពត់ពោលគឺដូច្នេះវាអាចដំណើរការបានយ៉ាងងាយស្រួល។

អង្កត់ផ្ចិតនៃចាននីមួយៗគឺ 300 មីលីម៉ែត្រ - បន្តិចក្រោយមកអ្នកកែច្នៃរាប់រយឬរាប់ពាន់នាក់នឹង "រីកចម្រើន" លើផ្ទៃនេះ។ ដោយវិធីនេះ Intel, Samsung, Toshiba និង TSMC បានប្រកាសរួចហើយថាពួកគេកំពុងបង្កើតឧបករណ៍ដែលមានសមត្ថភាពធ្វើការជាមួយ wafers 450mm (ដំណើរការកាន់តែច្រើននឹងសមនឹងតំបន់ធំជាងនេះដែលមានន័យថាតម្លៃនីមួយៗនឹងទាបជាង) - ការផ្លាស់ប្តូរទៅ ពួកគេត្រូវបានគ្រោងទុកសម្រាប់ឆ្នាំ 2012 ។

នេះគឺជារូបភាពផ្នែកឆ្លងកាត់នៃខួរក្បាល៖

មានគម្របដែកការពារនៅលើកំពូល ដែលបន្ថែមពីលើមុខងារការពារ ក៏ដើរតួជាអ្នកចែកចាយកំដៅផងដែរ - យើងលាបវាដោយទឹកបិទភ្ជាប់កម្ដៅនៅពេលយើងដំឡើងម៉ាស៊ីនត្រជាក់។ នៅក្រោមឧបករណ៍បំលែងកំដៅគឺជាបំណែកនៃស៊ីលីកុនដែលបំពេញភារកិច្ចរបស់អ្នកប្រើទាំងអស់។ សូម្បីតែទាបជាងនេះគឺជាស្រទាប់ខាងក្រោមពិសេសដែលចាំបាច់សម្រាប់ទំនាក់ទំនងខ្សែ (និងបង្កើនតំបន់នៃ "ជើង") ដូច្នេះខួរក្បាលអាចត្រូវបានដំឡើងនៅក្នុងរន្ធ motherboard ។

បន្ទះសៀគ្វីខ្លួនវាមានស៊ីលីកុនដែលមានស្រទាប់លោហធាតុរហូតដល់ 9 ស្រទាប់ (ធ្វើពីទង់ដែង) - ត្រូវការកម្រិតជាច្រើន ដូច្នេះយោងទៅតាមច្បាប់ជាក់លាក់ វាអាចភ្ជាប់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលមានទីតាំងនៅលើផ្ទៃស៊ីលីកុន (ចាប់តាំងពី វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការធ្វើទាំងអស់នេះនៅកម្រិតដូចគ្នា) ។ តាមការពិត ស្រទាប់ទាំងនេះដើរតួជាខ្សែតភ្ជាប់ មានតែក្នុងទំហំតូចជាងប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះថា "ខ្សភ្លើង" មិនខ្លីគ្នាទៅវិញទៅមកពួកគេត្រូវបានបំបែកដោយស្រទាប់អុកស៊ីដ (ជាមួយនឹងថេរ dielectric ទាប) ។

ដូចដែលខ្ញុំបានសរសេរខាងលើ ក្រឡាបឋមនៃខួរក្បាលគឺជាត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបផែនវាល។ ផលិតផល semiconductor ដំបូងគឺមកពី germanium ហើយត្រង់ស៊ីស្ទ័រដំបូងត្រូវបានផលិតចេញពីវា។ ប៉ុន្តែភ្លាមៗនៅពេលដែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលមានប្រសិទ្ធិភាពវាលបានចាប់ផ្តើមត្រូវបានធ្វើឡើង (នៅក្រោមច្រកទ្វារដែលមានស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ពិសេស - ខ្សែភាពយន្តឌីអេឡិចត្រិចស្តើងដែលគ្រប់គ្រង "បើក" និង "បិទ" នៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ) germanium "ស្លាប់" ភ្លាមៗ។ ផ្តល់មធ្យោបាយដល់ស៊ីលីកុន។ អស់រយៈពេល 40 ឆ្នាំកន្លងមកនេះ ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO 2) ត្រូវបានគេប្រើជាសម្ភារៈសំខាន់សម្រាប់ច្រកទ្វារឌីអេឡិចត្រិច ដោយសារតែភាពផលិតរបស់វា និងសមត្ថភាពក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងជាប្រព័ន្ធនូវលក្ខណៈនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ នៅពេលដែលវាកាន់តែតូច។

ច្បាប់នៃការធ្វើមាត្រដ្ឋានគឺសាមញ្ញ - ដោយកាត់បន្ថយទំហំនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រកម្រាស់នៃ dielectric គួរតែថយចុះតាមសមាមាត្រ។ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វីដែលមានដំណើរការផលិតនៃ 65 nm កម្រាស់នៃស្រទាប់ dielectric ច្រកទ្វារ SiO 2 គឺប្រហែល 1.2 nm ដែលស្មើនឹងស្រទាប់អាតូមចំនួនប្រាំ។ តាមពិតនេះគឺជាដែនកំណត់រាងកាយសម្រាប់សម្ភារៈនេះ ចាប់តាំងពីលទ្ធផលនៃការកាត់បន្ថយបន្ថែមទៀតនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រខ្លួនវា (ហេតុដូច្នេះហើយការថយចុះនៃស្រទាប់ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត) ចរន្តលេចធ្លាយតាមរយៈច្រកទ្វារ dielectric កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងដែលនាំឱ្យមានចរន្តសំខាន់។ ការបាត់បង់និងការបង្កើតកំដៅលើស។ ក្នុងករណីនេះស្រទាប់ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតឈប់ជាឧបសគ្គដល់ការជីករូងក្រោមដីរបស់អេឡិចត្រុងដែលធ្វើឱ្យវាមិនអាចគ្រប់គ្រងស្ថានភាពនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័របាន។ ដូច្នោះហើយ សូម្បីតែការផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រទាំងអស់ (ចំនួនដែលនៅក្នុង processor ទំនើបឡើងដល់រាប់ពាន់លានដុល្លារ) ប្រតិបត្តិការមិនត្រឹមត្រូវនៃយ៉ាងហោចណាស់មួយក្នុងចំណោមពួកវាមានន័យថាប្រតិបត្តិការមិនត្រឹមត្រូវនៃតក្កវិជ្ជា processor ទាំងមូលដែលអាចនាំឱ្យមានគ្រោះមហន្តរាយយ៉ាងងាយស្រួល។ នេះកំពុងពិចារណាថា microprocessors គ្រប់គ្រងប្រតិបត្តិការរបស់ឧបករណ៍ឌីជីថលស្ទើរតែទាំងអស់ (ពីទូរស័ព្ទដៃទំនើបរហូតដល់ប្រព័ន្ធប្រេងរថយន្ត)។

ដំណើរការនៃការធ្វើឱ្យតូចនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រមិនផ្ទុយនឹងច្បាប់រូបវិទ្យាទេ ប៉ុន្តែដូចដែលយើងឃើញ ការរីកចម្រើនរបស់កុំព្យូទ័រក៏មិនបានឈប់ដែរ។ នេះមានន័យថាបញ្ហាជាមួយ dielectric ត្រូវបានដោះស្រាយដូចម្ដេច។ ហើយបន្ទាប់ពីទាំងអស់ពួកគេពិតជាសម្រេចចិត្ត - នៅពេលប្តូរទៅ 45nm ក្រុមហ៊ុន Intel បានចាប់ផ្តើមប្រើសម្ភារៈថ្មីមួយដែលគេហៅថា high-k dielectric ដែលជំនួសស្រទាប់ស្តើងនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត។ ស្រទាប់ដែលមានមូលដ្ឋានលើអុកស៊ីដហាហ្វនីញ៉ូមដ៏កម្រដែលមានកម្រិតខ្ពស់ (20 ធៀបនឹង 4 សម្រាប់ SiO 2) dielectric constant k (high-k) កាន់តែក្រាស់ ប៉ុន្តែនេះធ្វើឱ្យវាអាចកាត់បន្ថយចរន្តលេចធ្លាយបានច្រើនជាងដប់ដង ខណៈពេលដែលរក្សា សមត្ថភាពក្នុងការគ្រប់គ្រងប្រតិបត្តិការត្រង់ស៊ីស្ទ័របានត្រឹមត្រូវ និងស្ថិរភាព។ ឌីអេឡិចត្រិចថ្មីបានប្រែទៅជាមានភាពឆបគ្នាយ៉ាងលំបាកជាមួយច្រកទ្វារប៉ូលីស៊ីលីកុនប៉ុន្តែនេះមិនបានក្លាយជាឧបសគ្គទេ - ដើម្បីបង្កើនល្បឿនច្រកទ្វារនៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រថ្មីត្រូវបានធ្វើពីដែក។

ដូច្នេះហើយ Intel បានក្លាយជាក្រុមហ៊ុនដំបូងគេក្នុងពិភពលោកដែលផលិត microprocessors យ៉ាងច្រើនដោយប្រើ hafnium ។ លើសពីនេះទៅទៀត ដូងនៅតែជាកម្មសិទ្ធិរបស់សាជីវកម្ម - រហូតមកដល់ពេលនេះ គ្មាននរណាម្នាក់អាចផលិតឡើងវិញនូវបច្ចេកវិទ្យានេះបានទេ ដោយសារតែ។ ខ្សែភាពយន្តឌីអេឡិចត្រិចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការបំបែកអាតូមិច ដោយសារធាតុដែលដាក់ក្នុងស្រទាប់បន្តបន្ទាប់គ្នាមានកម្រាស់ត្រឹមតែមួយអាតូមប៉ុណ្ណោះ។
គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បន្ទាប់ពីបានអានកថាខណ្ឌទាំងនេះ តើអ្នកមានគំនិតអំពីរបៀបដែលត្រង់ស៊ីស្ទ័ររាប់ពាន់លានត្រូវបានរចនា បង្កើត និងសមនៅក្នុងតំបន់តូចមួយបែបនេះទេ? ហើយតើវាដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេចនៅទីបញ្ចប់ ហើយក្នុងពេលតែមួយចំណាយប្រាក់សមរម្យ? ខ្ញុំ​បាន​គិត​យ៉ាង​ខ្លាំង ទោះ​បី​ជា​ខ្ញុំ​ធ្លាប់​ពិចារណា​រឿង​ទាំង​អស់​នេះ​ជាក់​ស្តែង ហើយ​ខ្ញុំ​ថែម​ទាំង​មាន​សតិសម្បជញ្ញៈ​ដើម្បី​គិត»។ ហេហេ ហេតុអីថ្លៃម្លេះ? សម្រាប់តែ processor មួយប៉ុណ្ណោះ!»:)

នៅឆ្នាំ 1965 ស្ថាបនិកម្នាក់នៃសាជីវកម្ម Intel គឺលោក Gordon Moore បានកត់ត្រាការសង្កេតជាក់ស្តែងដែលក្រោយមកបានក្លាយជាច្បាប់ដ៏ល្បីល្បាញនៃឈ្មោះរបស់គាត់។ ដោយបានបង្ហាញពីការរីកចម្រើននៃដំណើរការនៃបន្ទះឈីបអង្គចងចាំក្នុងទម្រង់ជាក្រាហ្វ គាត់បានរកឃើញគំរូគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយ៖ ម៉ូដែលថ្មីនៃ microcircuits ត្រូវបានបង្កើតឡើងបន្ទាប់ពីរយៈពេលស្មើគ្នា - ប្រហែល 18-24 ខែ - បន្ទាប់ពីរូបរាងរបស់អ្នកកាន់តំណែងមុនរបស់ពួកគេ និង សមត្ថភាពនៃ microcircuits ប្រហែលទ្វេដងរាល់ពេល។

ក្រោយមក Gordon Moore បានទស្សន៍ទាយគំរូមួយដោយបង្ហាញថាចំនួន transistor នៅក្នុង microprocessors នឹងកើនឡើងទ្វេដងរៀងរាល់ 2 ឆ្នាំម្តង - ជាការពិត តាមរយៈការបង្កើតបច្ចេកវិទ្យាច្នៃប្រឌិតឥតឈប់ឈរ Intel បាននិងកំពុងធានាការអនុវត្តច្បាប់របស់ Moore អស់រយៈពេលជាង 40 ឆ្នាំមកហើយ។

ចំនួននៃត្រង់ស៊ីស្ទ័របន្តកើនឡើងទោះបីជាវិមាត្រនៃដំណើរការ "ទិន្នផល" នៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរក៏ដោយ។ ជាថ្មីម្តងទៀតមិនមានអាថ៌កំបាំងទេ - វាច្បាស់ប្រសិនបើអ្នកក្រឡេកមើលការពឹងផ្អែកខាងក្រោម។

ដូចដែលអ្នកអាចឃើញរៀងរាល់ពីរឆ្នាំម្តងទំហំ topological ថយចុះ 0.7 ដង។ ជាលទ្ធផលនៃការកាត់បន្ថយទំហំនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រល្បឿនប្តូររបស់ពួកគេកាន់តែខ្ពស់តម្លៃកាន់តែទាបហើយការប្រើប្រាស់ថាមពលកាន់តែទាប។

នៅពេលនេះក្រុមហ៊ុន Intel បញ្ចេញប្រព័ន្ធដំណើរការដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា 32nm ។ ភាពខុសគ្នាបច្ចេកទេសសំខាន់ៗពីបច្ចេកវិទ្យា 45nm៖
- 9 កម្រិតនៃការលោហធាតុត្រូវបានប្រើប្រាស់
- ឌីអេឡិចត្រិចខ្ពស់ k ជំនាន់ថ្មីត្រូវបានប្រើប្រាស់ (ក៏ហាហ្វនីញ៉ូមអុកស៊ីដដែរ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងសារធាតុបន្ថែមពិសេស - ស្រទាប់លទ្ធផលគឺស្មើនឹង 0.9nm ស៊ីលីកុនអុកស៊ីដ)

ការបង្កើតដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជាថ្មីសម្រាប់បង្កើតច្រកទ្វារដែកបាននាំឱ្យមានការកើនឡើង 22% នៃដំណើរការនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រទាំងអស់ (បើប្រៀបធៀបទៅនឹង 45nm) ក៏ដូចជាដង់ស៊ីតេធាតុខ្ពស់បំផុតដែលត្រូវការដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នខ្ពស់បំផុត។

ផលិតផល

ក្រុមហ៊ុន Intel ផលិតប្រព័ន្ធដំណើរការនៅក្នុងប្រទេសចំនួនបីគឺសហរដ្ឋអាមេរិក អ៊ីស្រាអែល និងអៀរឡង់។ នៅពេលនេះ ក្រុមហ៊ុនមានរោងចក្រចំនួន 4 សម្រាប់ផលិតនូវ Processor ដ៏ធំដែលប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា 32nm។ វា៖ D1Dនិង D1Cនៅ Oregon, ហ្វា 32នៅរដ្ឋ Arizona និង Fab 11Xនៅ New Mexico ។ ហើយនៅក្នុងការរៀបចំរុក្ខជាតិទាំងនេះនិងនៅក្នុងការងាររបស់ពួកគេមានរឿងគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាច្រើនប៉ុន្តែខ្ញុំនឹងនិយាយអំពីរឿងនេះនៅពេលក្រោយ។

តម្លៃនៃរោងចក្រមួយនេះគឺប្រហែល 5 ពាន់លានដុល្លារ ហើយប្រសិនបើអ្នកបង្កើតរុក្ខជាតិជាច្រើនក្នុងពេលតែមួយ នោះចំនួនទឹកប្រាក់នៃការវិនិយោគអាចត្រូវបានគុណដោយសុវត្ថិភាព។ ប្រសិនបើយើងពិចារណាថាបច្ចេកវិជ្ជាត្រូវបានផ្លាស់ប្តូររៀងរាល់ 2 ឆ្នាំម្តង នោះវាប្រែថារោងចក្រនេះមានរយៈពេល 4 ឆ្នាំយ៉ាងពិតប្រាកដដើម្បី "យកមកវិញ" នូវទឹកប្រាក់ចំនួន 5 ពាន់លានដុល្លារដែលបានវិនិយោគនៅក្នុងវា និងទទួលបានប្រាក់ចំណេញ។ ពីការសន្និដ្ឋានជាក់ស្តែងបង្ហាញខ្លួនឯង - សេដ្ឋកិច្ចកំណត់ការអភិវឌ្ឍន៍នៃវឌ្ឍនភាពបច្ចេកវិទ្យា ... ប៉ុន្តែទោះបីជាចំនួនដ៏ច្រើនទាំងនេះក៏ដោយតម្លៃនៃការផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រមួយនៅតែបន្តធ្លាក់ចុះ - ឥឡូវនេះវាតិចជាងមួយពាន់លានដុល្លារ។

កុំគិតថាជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូររោងចក្រជាច្រើនទៅ 32nm អ្វីគ្រប់យ៉ាងនឹងត្រូវបានផលិតភ្លាមៗយោងទៅតាមដំណើរការបច្ចេកទេសនេះ - បន្ទះសៀគ្វីដូចគ្នានិងសៀគ្វីគ្រឿងកុំព្យូទ័រផ្សេងទៀតមិនត្រូវការវាទេ - ក្នុងករណីភាគច្រើនពួកគេប្រើ 45nm ។ ចំណុចសំខាន់នៃ 22nm ត្រូវបានគេគ្រោងនឹងសម្រេចបានពេញលេញនៅឆ្នាំក្រោយ ហើយនៅឆ្នាំ 2013 ទំនងជានឹងមាន 16nm ។ យ៉ាងហោចណាស់នៅឆ្នាំនេះ បន្ទះសាកល្បងមួយ (នៅ 22nm) ត្រូវបានធ្វើឡើងរួចហើយ ដែលដំណើរការនៃធាតុទាំងអស់ដែលចាំបាច់សម្រាប់ដំណើរការរបស់ខួរក្បាលត្រូវបានបង្ហាញ។

* ឡើងពី * តម្រូវការកាត់បន្ថយកម្រាស់នៃច្រកទ្វារ dielectric ត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្តសាមញ្ញនៃ capacitor ផ្ទះល្វែង:

តំបន់ច្រកទ្វារនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រមានការថយចុះ ហើយដើម្បីឱ្យត្រង់ស៊ីស្ទ័រដំណើរការ capacitance នៃច្រកទ្វារ dielectric ត្រូវតែរក្សា។
ដូច្នេះវាចាំបាច់ក្នុងការកាត់បន្ថយកម្រាស់របស់វាហើយនៅពេលដែលវាមិនអាចទៅរួចនោះសម្ភារៈដែលមានថេរ dielectric ខ្ពស់ជាងត្រូវបានរកឃើញ។

តើយុគសម័យនៃស៊ីលីកុននឹងបញ្ចប់នៅពេលណា? កាល​បរិច្ឆេទ​ពិត​ប្រាកដ​នៅ​មិន​ទាន់​ដឹង​នៅ​ឡើយ​ទេ ប៉ុន្តែ​ប្រាកដ​ជា​នៅ​មិន​ឆ្ងាយ​ប៉ុន្មាន​ទេ។ នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា 22nm វាពិតជានឹង "ប្រយុទ្ធ" ដែលភាគច្រើនទំនងជាវានឹងនៅតែមាននៅក្នុង 16nm ... ប៉ុន្តែបន្ទាប់មកការចាប់អារម្មណ៍បំផុតនឹងចាប់ផ្តើម។ ជាគោលការណ៍ តារាងតាមកាលកំណត់គឺធំណាស់ ហើយមានច្រើនដើម្បីជ្រើសរើស) ប៉ុន្តែភាគច្រើនទំនងជាអ្វីៗនឹងសម្រាកមិនត្រឹមតែនៅក្នុងគីមីសាស្ត្រប៉ុណ្ណោះទេ។ ការកើនឡើងនៃប្រសិទ្ធភាពនៃខួរក្បាលអាចត្រូវបានសម្រេចដោយកាត់បន្ថយវិមាត្រ topological (ពួកគេកំពុងធ្វើវាឥឡូវនេះ) ឬដោយប្រើសមាសធាតុផ្សេងទៀតដែលមានភាពចល័តខ្ពស់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន - ប្រហែលជា gallium arsenide ប្រហែលជា "ទម្រង់ខ្ពស់" និង ក្រាហ្វិនដែលសន្យា (ដោយវិធីនេះវាមានភាពចល័តខ្ពស់ជាងស៊ីលីកុនរាប់រយដង) ។ ប៉ុន្តែក៏មានបញ្ហានៅទីនេះដែរ។ ឥឡូវនេះបច្ចេកវិទ្យាត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ដំណើរការចានដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 300 មីលីម៉ែត្រ - បរិមាណហ្គាលីយ៉ូមអាសេនីតដែលត្រូវការសម្រាប់ចានបែបនេះគឺមិនមាននៅក្នុងធម្មជាតិទេហើយក្រាហ្វិន (ពាក្យទទូចឱ្យសរសេរ "decanter") នៃទំហំនេះនៅតែពិបាកខ្លាំងណាស់ក្នុងការ ការផលិត - ពួកគេបានរៀនពីរបៀបធ្វើវា ប៉ុន្តែមានពិការភាពជាច្រើន មានបញ្ហាក្នុងការបន្តពូជ សារធាតុ doping ជាដើម។

ភាគច្រើនទំនងជាជំហានបន្ទាប់គឺការទម្លាក់គ្រីស្តាល់ gallium arsenide នៅលើស៊ីលីកុន ហើយបន្ទាប់មក graphene ។ ហើយប្រហែលជាការអភិវឌ្ឍន៍នៃមីក្រូអេឡិចត្រូនិចនឹងមិនត្រឹមតែដើរលើផ្លូវនៃការកែលម្អបច្ចេកវិទ្យាប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងដើរលើផ្លូវនៃការអភិវឌ្ឍន៍តក្កវិជ្ជាថ្មីជាមូលដ្ឋានផងដែរ - បន្ទាប់ពីទាំងអស់ នេះក៏មិនអាចបដិសេធបានដែរ។ តើ​យើង​ភ្នាល់​គ្នា​ទេ​សុភាព​បុរស? ;)

ជាទូទៅឥឡូវនេះមានការតស៊ូសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យានិងភាពចល័តខ្ពស់។ ប៉ុន្តែរឿងមួយគឺច្បាស់ - មិនមានហេតុផលដើម្បីបញ្ឈប់ការរីកចំរើននោះទេ។

ធីក

ដំណើរការផលិតឧបករណ៍ដំណើរការមាន "ផ្នែក" ធំពីរ។ សម្រាប់ទីមួយ អ្នកត្រូវមានបច្ចេកវិទ្យាផលិតដោយខ្លួនឯង ហើយសម្រាប់ទីពីរ អ្នកត្រូវការការយល់ដឹងអំពីអ្វីដែលត្រូវផលិត និងរបៀប - ស្ថាបត្យកម្ម (របៀបដែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រត្រូវបានភ្ជាប់)។ ប្រសិនបើទាំងស្ថាបត្យកម្មថ្មីនិងបច្ចេកវិទ្យាថ្មីត្រូវបានធ្វើឡើងក្នុងពេលតែមួយនោះក្នុងករណីបរាជ័យវានឹងពិបាកក្នុងការស្វែងរក "មានកំហុស" - អ្នកខ្លះនឹងនិយាយថា "ស្ថាបត្យករ" ត្រូវស្តីបន្ទោសអ្នកផ្សេងទៀត - ថាអ្នកបច្ចេកវិទ្យា។ ជាទូទៅ ដើម្បីអនុវត្តតាមយុទ្ធសាស្ត្របែបនេះ គឺមានការមើលឃើញខ្លីណាស់។

នៅក្រុមហ៊ុន Intel ការណែនាំអំពីបច្ចេកវិទ្យា និងស្ថាបត្យកម្មថ្មីត្រូវបានដកចេញទាន់ពេលវេលា - បច្ចេកវិទ្យាមួយត្រូវបានណែនាំក្នុងរយៈពេលមួយឆ្នាំ (ហើយស្ថាបត្យកម្មដែលបានបញ្ជាក់រួចហើយត្រូវបានផលិតដោយយោងទៅតាមបច្ចេកវិទ្យាថ្មី - ប្រសិនបើមានអ្វីមួយ "ខុស" នោះអ្នកបច្ចេកវិទ្យានឹងជា ស្តី​បន្ទោស); ហើយនៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាថ្មីត្រូវបានដំណើរការ ស្ថាបត្យករនឹងបង្កើតស្ថាបត្យកម្មថ្មីសម្រាប់វា ហើយប្រសិនបើអ្វីមួយមិនដំណើរការលើបច្ចេកវិទ្យាដែលបានបញ្ជាក់នោះ ស្ថាបត្យករនឹងត្រូវស្តីបន្ទោស។ យុទ្ធសាស្ត្រ​នេះ​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា "ធីក-តុក"។
កាន់តែច្បាស់៖

ជាមួយនឹងល្បឿននៃការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យានាពេលបច្ចុប្បន្ន ការវិនិយោគដ៏អស្ចារ្យក្នុងការស្រាវជ្រាវ និងការអភិវឌ្ឍន៍គឺត្រូវបានទាមទារ - ជារៀងរាល់ឆ្នាំ Intel វិនិយោគ $ 4-5 ពាន់លានដុល្លារក្នុងអាជីវកម្មនេះ។ ការងារមួយចំនួនកើតឡើងនៅក្នុងក្រុមហ៊ុន ប៉ុន្តែការងារជាច្រើនកើតឡើងនៅខាងក្រៅវា។ គ្រាន់តែរក្សាបន្ទប់ពិសោធន៍ទាំងមូលនៅក្នុងក្រុមហ៊ុនដូច Bell Labs(ការបន្លំអ្នកឈ្នះរង្វាន់ណូបែល) នៅសម័យរបស់យើងគឺស្ទើរតែមិនអាចទៅរួចទេ។
តាមក្បួនគំនិតដំបូងត្រូវបានដាក់នៅក្នុងសាកលវិទ្យាល័យ - ដើម្បីឱ្យសាកលវិទ្យាល័យដឹងពីអ្វីដែលវាសមហេតុផលក្នុងការដំណើរការ (តើបច្ចេកវិទ្យាអ្វីខ្លះដែលមានតម្រូវការនិងអ្វីដែលនឹងពាក់ព័ន្ធ) "ក្រុមហ៊ុន semiconductor" ទាំងអស់ត្រូវបានរួបរួមគ្នាជាសម្ព័ន្ធមួយ។ បន្ទាប់ពីនោះ ពួកគេផ្តល់នូវផែនទីបង្ហាញផ្លូវមួយប្រភេទ - វានិយាយអំពីបញ្ហាទាំងអស់ដែលនឹងប្រឈមមុខនឹងឧស្សាហកម្ម semiconductor ក្នុងរយៈពេល 3-5-7 ឆ្នាំខាងមុខ។ តាមទ្រឹស្ដីក្រុមហ៊ុនណាមួយមានសិទ្ធិទៅសាកលវិទ្យាល័យតាមព្យញ្ជនៈហើយ "ប្រើ" ការអភិវឌ្ឍន៍ច្នៃប្រឌិតមួយឬមួយផ្សេងទៀតប៉ុន្តែសិទ្ធិចំពោះពួកគេជាក្បួននៅតែមានជាមួយសាកលវិទ្យាល័យអ្នកអភិវឌ្ឍន៍ - វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានគេហៅថា "ការច្នៃប្រឌិតបើកចំហ" ។ Intel គឺមិនមានករណីលើកលែងនោះទេ ហើយជាទៀងទាត់ស្តាប់គំនិតរបស់សិស្ស - បន្ទាប់ពីការការពារ ការជ្រើសរើសនៅកម្រិតវិស្វកម្ម និងការធ្វើតេស្តនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌជាក់ស្តែង គំនិតនេះមានឱកាសក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាថ្មី។

នេះគឺជាបញ្ជីមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវជុំវិញពិភពលោកដែល Intel ធ្វើការជាមួយ (មិនរាប់បញ្ចូលសាកលវិទ្យាល័យ)៖

ការបង្កើនផលិតភាពនាំឱ្យរោងចក្រមានតម្លៃថ្លៃជាងមុន ហើយនេះនាំទៅរកការជ្រើសរើសធម្មជាតិ។ ដូច្នេះ ជាឧទាហរណ៍ ដើម្បីចំណាយដោយខ្លួនឯងក្នុងរយៈពេល 4 ឆ្នាំ រោងចក្រ Intel នីមួយៗត្រូវតែផលិត wafers ធ្វើការយ៉ាងហោចណាស់ 100 ក្នុងមួយម៉ោង។ មានបន្ទះឈីបរាប់ពាន់នៅលើ wafer នីមួយៗ... ហើយប្រសិនបើអ្នកធ្វើការគណនាជាក់លាក់ វានឹងច្បាស់ថា ប្រសិនបើ Intel មិនមាន 80% នៃទីផ្សារ processor ពិភពលោកទេនោះ ក្រុមហ៊ុននឹងមិនអាចប្រមូលថ្លៃដើមមកវិញបានទេ។ ការសន្និដ្ឋានគឺថានៅក្នុងពេលវេលារបស់យើងវាមានតម្លៃថ្លៃណាស់ក្នុងការមានទាំង "ការរចនា" និងផលិតកម្មផ្ទាល់ខ្លួនរបស់អ្នក - យ៉ាងហោចណាស់អ្នកត្រូវមានទីផ្សារដ៏ធំ។ លទ្ធផលនៃការជ្រើសរើសធម្មជាតិអាចត្រូវបានគេមើលឃើញនៅខាងក្រោម - ដូចដែលអ្នកអាចមើលឃើញជាមួយនឹង "ការរចនា" និងផលិតកម្មរបស់ពួកគេក្រុមហ៊ុនកាន់តែតិចទៅ ៗ បន្តដំណើរការបច្ចេកទេស។ អ្នកផ្សេងទៀតត្រូវប្តូរទៅរបៀប fabless - ឧទាហរណ៍ទាំង Apple ឬ NVIDIA ឬសូម្បីតែ AMD មានរោងចក្រផ្ទាល់ខ្លួន ហើយពួកគេត្រូវប្រើសេវាកម្មរបស់ក្រុមហ៊ុនផ្សេងទៀត។

ក្រៅពីក្រុមហ៊ុន Intel មានតែក្រុមហ៊ុនពីរប៉ុណ្ណោះនៅជុំវិញពិភពលោកដែលមានសក្តានុពលត្រៀមខ្លួនរួចជាស្រេចសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យា 22nm គឺ Samsung និង TSMC ដែលបានវិនិយោគជាង 1 ពាន់លានដុល្លារនៅក្នុងរោងចក្ររបស់ពួកគេកាលពីឆ្នាំមុន។ លើសពីនេះទៅទៀត TSMC មិនមានផ្នែកឌីហ្សាញផ្ទាល់ខ្លួនទេ (មានតែរោងពុម្ពប៉ុណ្ណោះ) - តាមពិតវាគ្រាន់តែជាបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ដែលទទួលការបញ្ជាទិញពីក្រុមហ៊ុនផ្សេងៗ ហើយជារឿយៗមិនដឹងថាវាបង្កើតអ្វីនោះទេ។

ដូចដែលអ្នកអាចឃើញការជ្រើសរើសធម្មជាតិបានកើតឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស - ក្នុងរយៈពេលត្រឹមតែ 3 ឆ្នាំប៉ុណ្ណោះ។ ពីនេះការសន្និដ្ឋានពីរអាចត្រូវបានទាញ។ ទីមួយគឺថាវាមិនទំនងដើម្បីក្លាយជាអ្នកដឹកនាំឧស្សាហកម្មដោយគ្មានរោងចក្រផ្ទាល់ខ្លួនរបស់អ្នកទេ។ ទីពីរ - តាមពិតអ្នកអាចជោគជ័យដោយគ្មានរោងចក្រផ្ទាល់ខ្លួនរបស់អ្នក។ ជាទូទៅ កុំព្យូទ័រល្អ ខួរក្បាល និងសមត្ថភាពក្នុងការ "គូរ" នឹងគ្រប់គ្រាន់ - កម្រិតនៃការចូលទៅក្នុងទីផ្សារបានថយចុះយ៉ាងខ្លាំង ហើយវាគឺសម្រាប់ហេតុផលនេះដែល "ការចាប់ផ្តើម" ជាច្រើនបានបង្ហាញខ្លួន។ មាននរណាម្នាក់មកជាមួយគ្រោងការណ៍ជាក់លាក់មួយដែលមានឬត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសិប្បនិម្មិតទីផ្សារជាក់លាក់មួយ - ក្រុមហ៊ុនផលិតថ្មីថ្មោងកើនឡើង ... ប្រាក់ចំណេញ! ប៉ុន្តែ​កម្រិត​សម្រាប់​ទីផ្សារ​រោង​ចក្រ​បាន​កើន​ឡើង​យ៉ាង​ខ្លាំង ហើយ​នឹង​មាន​ការ​កើន​ឡើង​បន្ថែម​ទៀត…

តើមានអ្វីផ្សេងទៀតបានផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ? ប្រសិនបើអ្នកចាំថារហូតដល់ឆ្នាំ 2004 សេចក្តីថ្លែងការណ៍ "ប្រេកង់របស់ខួរក្បាលកាន់តែខ្ពស់កាន់តែប្រសើរ" គឺយុត្តិធម៌ណាស់។ ចាប់ផ្តើមពីឆ្នាំ 2004-2005 ភាពញឹកញាប់នៃដំណើរការស្ទើរតែឈប់លូតលាស់ ដែលត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយនឹងការឈានដល់ប្រភេទនៃការកំណត់រាងកាយមួយចំនួន។ ឥឡូវនេះអ្នកអាចបង្កើនផលិតភាពដោយសារតែពហុស្នូល - អនុវត្តភារកិច្ចស្របគ្នា។ ប៉ុន្តែការបង្កើតស្នូលជាច្រើននៅលើបន្ទះឈីបតែមួយមិនមែនជាបញ្ហាធំនោះទេ - វាពិបាកជាងក្នុងការធ្វើឱ្យពួកវាដំណើរការបានត្រឹមត្រូវនៅក្នុងបន្ទុកមួយ។ ជាលទ្ធផល ចាប់ពីពេលនោះមក តួនាទីរបស់សូហ្វវែរបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង ហើយសារៈសំខាន់នៃវិជ្ជាជីវៈ "អ្នកសរសេរកម្មវិធី" នឹងទទួលបានសន្ទុះក្នុងពេលដ៏ខ្លីខាងមុខ។

ជាទូទៅ សរុបសេចក្តីមកខាងលើ:
- ច្បាប់របស់ Moore នៅតែអនុវត្ត
- ថ្លៃដើមនៃការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យា និងសម្ភារៈថ្មីៗ ក៏ដូចជាការចំណាយលើការថែទាំរោងចក្រកំពុងកើនឡើង។
- ផលិតភាពក៏កើនឡើងផងដែរ។ ការលោតត្រូវបានរំពឹងទុកនៅពេលផ្លាស់ទីទៅចាន 450mm

ជា​លទ្ធផល:
- ការបែងចែកក្រុមហ៊ុនទៅជា "fabless" និង "foundry"
- Outsource ស្នូល R&D
- ភាពខុសគ្នាតាមរយៈការអភិវឌ្ឍន៍កម្មវិធី

ចប់

តើអ្នកចូលចិត្តអានទេ? ក្តីសង្ឃឹម។ យ៉ាងហោចណាស់ វាជាការគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍សម្រាប់ខ្ញុំក្នុងការសរសេរទាំងអស់នេះ ហើយវាកាន់តែគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការស្តាប់វា ... ទោះបីជាដំបូងខ្ញុំក៏គិតថា "តើពួកគេនឹងប្រាប់អ្វីនៅក្នុងមេរៀននេះ" ។

កាល​ពី​សប្តាហ៍​មុន ការ​បង្រៀន​លើក​ទី​ពីរ​ត្រូវ​បាន​ធ្វើ​ឡើង​នៅ​សារមន្ទីរ​ពហុបច្ចេកទេស​ក្រុង​ម៉ូស្គូ