Cum se fac microcipurile

Pentru a înțelege care este principala diferență dintre aceste două tehnologii, este necesar să facem o scurtă digresiune în tehnologia în sine pentru producția de procesoare sau circuite integrate moderne.

După cum se știe de la cursul școlar de fizică, în electronica modernă principalele componente ale circuitelor integrate sunt semiconductori de tip p și n (în funcție de tipul de conductivitate). Un semiconductor este o substanță cu conductivitate superioară dielectricilor, dar inferioară metalelor. Ambele tipuri de semiconductori pot avea la bază siliciu (Si), care în forma sa pură (așa-numitul semiconductor intrinsec) este un slab conductor de curent electric, dar adăugarea (încorporarea) unei anumite impurități în siliciu face posibilă își schimbă radical proprietățile conductoare. Există două tipuri de impurități: donor și acceptor. Impuritatea donor duce la formarea de semiconductori de tip n cu un tip electronic de conductivitate, în timp ce impuritatea acceptor duce la formarea de semiconductori de tip p cu o conductivitate de tip orificiu. Contactele p- și n-conductori fac posibilă formarea tranzistoarelor - principalele elemente structurale ale microcircuitelor moderne. Astfel de tranzistori, numiti tranzistori CMOS, pot fi în două stări de bază: deschise, când conduc electricitatea, și închise, în timp ce nu conduc electricitatea. Deoarece tranzistoarele CMOS sunt elementele principale ale microcircuitelor moderne, haideți să vorbim despre ele mai detaliat.

Cum funcționează un tranzistor CMOS

Cel mai simplu tranzistor CMOS de tip n are trei electrozi: sursă, poartă și scurgere. Tranzistorul în sine este realizat într-un semiconductor de tip p cu conductivitate în orificii, iar semiconductorii de tip n cu conductivitate electronică sunt formați în regiunile de dren și sursă. În mod natural, datorită difuziei găurilor din regiunea p în regiunea n și difuzarea inversă a electronilor din regiunea n în regiunea p, se formează straturi epuizate (straturi în care nu există purtători de sarcină principali). la limitele de tranziție ale regiunilor p și n. În stare normală, adică atunci când nu se aplică nicio tensiune pe poartă, tranzistorul este într-o stare „blocat”, adică nu este capabil să conducă curentul de la sursă la dren. Situația nu se schimbă chiar dacă se aplică o tensiune între dren și sursă (nu ținem cont de curenții de scurgere provocați de mișcarea purtătorilor de sarcină minoritari sub influența câmpurilor electrice generate, adică găurile pentru regiune n şi electroni pentru regiunea p).

Cu toate acestea, dacă se aplică un potențial pozitiv porții (Fig. 1), atunci situația se va schimba radical. Sub influența câmpului electric al porții, găurile sunt împinse adânc în p-semiconductor, iar electronii, dimpotrivă, sunt atrași în regiunea de sub poartă, formând un canal bogat în electroni între sursă și scurgere. Dacă se aplică o tensiune pozitivă pe poartă, acești electroni încep să se deplaseze de la sursă la scurgere. În acest caz, tranzistorul conduce curentul - se spune că tranzistorul „se deschide”. Dacă tensiunea este îndepărtată de la poartă, electronii încetează să fie atrași în regiunea dintre sursă și scurgere, canalul conductor este distrus și tranzistorul încetează să treacă curent, adică se „blochează”. Astfel, prin schimbarea tensiunii la poartă, puteți porni sau opri tranzistorul, în același mod în care puteți porni sau opri un comutator basculant convențional, controlând fluxul de curent prin circuit. Acesta este motivul pentru care tranzistoarele sunt uneori numite comutatoare electronice. Cu toate acestea, spre deosebire de comutatoarele mecanice convenționale, tranzistoarele CMOS nu au practic nicio inerție și sunt capabile să treacă de la starea de pornire la starea oprită de trilioane de ori pe secundă! Această caracteristică, adică capacitatea de a comuta instantaneu, determină în cele din urmă viteza procesorului, care constă din zeci de milioane de astfel de tranzistori simpli.

Deci, un circuit integrat modern este format din zeci de milioane dintre cei mai simpli tranzistori CMOS. Să ne oprim mai în detaliu asupra procesului de fabricație a microcircuitelor, a cărui primă etapă este pregătirea substraturilor de siliciu.

Pasul 1. Creșterea spațiilor libere

Crearea unor astfel de substraturi începe cu creșterea unui monocristal de siliciu cilindric. Ulterior, plăci rotunde (napolitane) sunt tăiate din astfel de semifabricate de un singur cristal (marturi), a căror grosime este de aproximativ 1/40 inch, iar diametrul este de 200 mm (8 inchi) sau 300 mm (12 inci). Acestea sunt substraturile de siliciu utilizate pentru producerea de microcircuite.

La formarea plachetelor din monocristale de siliciu, se ține cont de circumstanța că pentru structurile cristaline ideale, proprietățile fizice depind în mare măsură de direcția aleasă (proprietatea de anizotropie). De exemplu, rezistența unui substrat de siliciu va fi diferită în direcțiile longitudinale și transversale. În mod similar, în funcție de orientarea rețelei cristaline, cristalul de siliciu va reacționa diferit la orice influențe externe asociate cu prelucrarea sa ulterioară (de exemplu, gravare, pulverizare etc.). Prin urmare, placa trebuie tăiată dintr-un singur cristal în așa fel încât orientarea rețelei cristaline față de suprafață să fie strict menținută într-o anumită direcție.

După cum sa menționat deja, diametrul unui semifabricat de siliciu monocristal este fie de 200, fie de 300 mm. Mai mult, un diametru de 300 mm este o tehnologie relativ nouă, despre care vom discuta mai jos. Este clar că o placă cu un astfel de diametru poate găzdui mult mai mult de un cip, chiar dacă vorbim de un procesor Intel Pentium 4. Într-adevăr, pe o astfel de placă de substrat sunt formate câteva zeci de microcircuite (procesoare), dar pentru simplitate, vom lua în considerare doar o zonă mică a unui viitor microprocesor.

Pasul 2. Aplicarea unei pelicule protectoare de dielectric (SiO2)

După formarea substratului de siliciu, începe etapa creării celei mai complexe structuri semiconductoare.

Pentru a face acest lucru, este necesar să se introducă în siliciu așa-numitele impurități donor și acceptor. Cu toate acestea, apare întrebarea - cum să implementați introducerea de impurități în conformitate cu un model-model precis? Pentru a face acest lucru posibil, acele zone în care impuritățile nu sunt necesare sunt protejate cu o peliculă specială de dioxid de siliciu, lăsând doar acele zone care sunt expuse procesării ulterioare (Fig. 2). Procesul de formare a unei astfel de pelicule de protecție a modelului dorit constă în mai multe etape.

În prima etapă, întreaga placă de siliciu este acoperită complet cu o peliculă subțire de dioxid de siliciu (SiO2), care este un izolator foarte bun și acționează ca o peliculă de protecție în timpul prelucrării ulterioare a cristalului de siliciu. Placile sunt plasate într-o cameră în care, la temperatură ridicată (de la 900 la 1100 °C) și presiune, oxigenul difuzează în straturile de suprafață ale plachetei, ducând la oxidarea siliciului și formarea unei pelicule la suprafață de dioxid de siliciu. Pentru ca filmul de dioxid de siliciu să aibă o grosime precis specificată și să nu conțină defecte, este necesar să se mențină cu strictețe o temperatură constantă în toate punctele plăcii în timpul procesului de oxidare. Dacă nu întreaga placă trebuie acoperită cu o peliculă de dioxid de siliciu, atunci o mască de Si3N4 este aplicată preliminar pe substratul de siliciu pentru a preveni oxidarea nedorită.

Pasul 3 Aplicați Photoresist

După ce substratul de siliciu este acoperit cu o peliculă protectoare de dioxid de siliciu, este necesar să îndepărtați acest film din acele locuri care vor fi supuse prelucrării ulterioare. Filmul este îndepărtat prin gravare și pentru a proteja zonele rămase de gravare, pe suprafața plăcii se aplică un strat de așa-numit fotorezist. Termenul "fotorezistent" se referă la compoziții sensibile la lumină și rezistente la factorii agresivi. Compozițiile utilizate trebuie să aibă, pe de o parte, anumite proprietăți fotografice (devin solubile sub influența luminii ultraviolete și să fie spălate în timpul procesului de gravare) și, pe de altă parte, rezistive, permițându-le să reziste la gravarea în acizi și alcaline. , incalzire etc. Scopul principal al fotorezistențelor este de a crea un relief de protecție a configurației dorite.

Procesul de aplicare a unui fotorezist și iradierea ulterioară a acestuia cu lumină ultravioletă conform unui model dat se numește fotolitografie și include următoarele operații principale: formarea unui strat de fotorezist (tratarea substratului, depunere, uscare), formarea unui relief protector (expunere, dezvoltare, uscare) și transferul imaginii pe suport (gravare, depunere etc.).

Înainte de aplicarea stratului de fotorezist (Fig. 3) pe substrat, acesta din urmă este supus unui pretratament, în urma căruia aderența sa la stratul de fotorezist este îmbunătățită. Pentru aplicarea unui strat uniform de fotorezist se folosește metoda centrifugării. Substratul este plasat pe un disc rotativ (centrifugă), iar sub influența forțelor centrifuge, fotorezistul este distribuit pe suprafața substratului într-un strat aproape uniform. (Vorbind despre un strat practic uniform, se ține cont de faptul că sub acțiunea forțelor centrifuge grosimea peliculei formate crește de la centru spre margini, totuși, această metodă de aplicare a fotorezistului permite să reziste la fluctuațiile de grosimea stratului de ± 10%).

Pasul 4. Litografia

După aplicarea și uscarea stratului de fotorezist începe etapa de formare a reliefului protector necesar. Relieful se formează ca urmare a faptului că, sub acțiunea radiațiilor ultraviolete care cad pe anumite zone ale stratului fotorezistent, acesta din urmă modifică proprietățile de solubilitate, de exemplu, zonele iluminate încetează să se dizolve în solvent, care elimină zonele. a stratului care nu a fost expus la iluminare, sau invers - zonele iluminate se dizolvă. În funcție de modul în care este format relieful, fotorezistele sunt împărțite în negative și pozitive. Fotorezistele negative sub acțiunea radiațiilor ultraviolete formează zone de protecție ale reliefului. Fotorezistele pozitive, dimpotrivă, sub influența radiațiilor ultraviolete dobândesc proprietăți de fluiditate și sunt spălate de solvent. În consecință, se formează un strat protector în acele zone care nu sunt expuse la radiații ultraviolete.

Pentru a ilumina zonele dorite ale stratului fotorezistent, se folosește un șablon special de mască. Cel mai adesea, plăci de sticlă optică cu elemente opace obținute printr-o metodă fotografică sau altă metodă sunt utilizate în acest scop. De fapt, un astfel de șablon conține un desen al unuia dintre straturile viitorului microcircuit (pot fi câteva sute de astfel de straturi în total). Deoarece acest model este o referință, trebuie realizat cu mare precizie. În plus, ținând cont de faptul că o mulțime de fotoplăci vor fi realizate folosind o singură fotomască, aceasta trebuie să fie durabilă și rezistentă la deteriorare. Din aceasta rezultă clar că o mască foto este un lucru foarte scump: în funcție de complexitatea microcircuitului, poate costa zeci de mii de dolari.

Radiația ultravioletă care trece printr-un astfel de model (Fig. 4) luminează doar zonele dorite ale suprafeței stratului fotorezistent. După iradiere, fotorezistul este supus dezvoltării, în urma căreia părțile inutile ale stratului sunt îndepărtate. Aceasta deschide partea corespunzătoare a stratului de dioxid de siliciu.

În ciuda simplității aparente a procesului fotolitografic, această etapă a producției de microcip este cea mai dificilă. Cert este că, în conformitate cu predicția lui Moore, numărul de tranzistori de pe un singur cip crește exponențial (se dublează la fiecare doi ani). O astfel de creștere a numărului de tranzistori este posibilă numai datorită unei scăderi a dimensiunii acestora, dar tocmai scăderea „se sprijină” pe procesul litografiei. Pentru a face tranzistorii mai mici, este necesar să se reducă dimensiunile geometrice ale liniilor aplicate stratului de fotorezist. Dar există o limită pentru orice - nu este atât de ușor să focalizezi un fascicul laser într-un punct. Faptul este că, în conformitate cu legile opticii undelor, dimensiunea minimă a spotului în care este focalizat fasciculul laser (de fapt, acesta nu este doar un punct, ci un model de difracție) este determinată, printre alți factori, de lungimea de undă a luminii. Dezvoltarea tehnologiei litografice de la inventarea ei la începutul anilor 70 a fost în direcția scurtării lungimii de undă a luminii. Acesta este ceea ce a făcut posibilă reducerea dimensiunii elementelor circuitului integrat. De la mijlocul anilor 1980, radiația ultravioletă produsă de un laser a fost folosită în fotolitografie. Ideea este simplă: lungimea de undă a radiației ultraviolete este mai scurtă decât lungimea de undă a luminii vizibile, prin urmare este posibil să se obțină linii mai fine pe suprafața fotorezistului. Până de curând, pentru litografie era folosită radiația ultravioletă profundă (Deep Ultra Violet, DUV) cu o lungime de undă de 248 nm. Cu toate acestea, atunci când fotolitografia a trecut granița de 200 nm, au apărut probleme serioase, punând pentru prima dată sub semnul întrebării posibilitatea utilizării în continuare a acestei tehnologii. De exemplu, la o lungime de undă mai mică de 200 µm, prea multă lumină este absorbită de stratul fotosensibil, astfel încât procesul de transfer al șablonului de circuit la procesor devine mai complicat și mai lent. Probleme ca acestea îi determină pe cercetători și producători să caute alternative la tehnologia litografică tradițională.

Noua tehnologie de litografie, numită litografie EUV (Extreme UltraViolet - super-hard ultraviolet radiation), se bazează pe utilizarea radiațiilor ultraviolete cu o lungime de undă de 13 nm.

Trecerea de la litografia DUV la EUV oferă o reducere de peste 10 ori a lungimii de undă și o tranziție la un interval în care este comparabilă cu dimensiunea de doar câteva zeci de atomi.

Tehnologia litografică actuală permite aplicarea unui model cu o lățime minimă a conductorului de 100 nm, în timp ce litografia EUV face posibilă imprimarea liniilor cu lățime mult mai mică - până la 30 nm. Controlul radiațiilor ultrascurte nu este atât de ușor pe cât pare. Deoarece radiația EUV este bine absorbită de sticlă, noua tehnologie presupune utilizarea unei serii de patru oglinzi convexe speciale care reduc și focalizează imaginea obținută după aplicarea măștii (Fig. 5 , , ). Fiecare astfel de oglindă conține 80 de straturi individuale de metal cu o grosime de aproximativ 12 atomi.

Pasul 5 Gravare

După ce stratul de fotorezist este iluminat, etapa de gravare începe să îndepărteze filmul de dioxid de siliciu (Fig. 8).

Procesul de decapare este adesea asociat cu băi acide. Această metodă de gravare în acid este bine cunoscută radioamatorilor care făceau singuri plăci de circuite imprimate. Pentru a face acest lucru, un model de piste ale viitoarei plăci este aplicat pe folie de textolit cu un lac care acționează ca un strat protector, apoi placa este coborâtă într-o baie cu acid azotic. Secțiunile inutile ale foliei sunt gravate, expunând un textolit curat. Această metodă are o serie de dezavantaje, principalul dintre acestea fiind incapacitatea de a controla cu precizie procesul de îndepărtare a stratului, deoarece prea mulți factori afectează procesul de gravare: concentrația acidului, temperatura, convecția etc. În plus, acidul interacționează cu materialul în toate direcțiile și pătrunde treptat sub marginea măștii de fotorezist, adică distruge straturile acoperite de fotorezist din lateral. Prin urmare, în producția de procesoare, se folosește o metodă de gravare uscată, numită și plasmă. Această metodă face posibilă controlul cu precizie a procesului de gravare, iar distrugerea stratului gravat are loc strict în direcția verticală.

Gravarea uscată folosește un gaz ionizat (plasmă) pentru a îndepărta dioxidul de siliciu de pe suprafața plachetei, care reacționează cu suprafața dioxidului de siliciu pentru a forma produse secundare volatile.

După procedura de gravare, adică atunci când zonele dorite de siliciu pur sunt expuse, restul fotostratului este îndepărtat. Astfel, un model de dioxid de siliciu rămâne pe substratul de siliciu.

Pasul 6. Difuzia (implantare ionică)

Reamintim că procesul anterior de formare a modelului necesar pe un substrat de siliciu a fost necesar pentru a crea structuri semiconductoare în locurile potrivite prin introducerea unei impurități donor sau acceptor. Procesul de încorporare a impurităților se realizează prin difuzie (Fig. 9), adică încorporarea uniformă a atomilor de impurități în rețeaua cristalină a siliciului. Pentru a obține un semiconductor de tip n, se utilizează de obicei antimoniu, arsen sau fosfor. Pentru a obține un semiconductor de tip p, ca impuritate se folosește bor, galiu sau aluminiu.

Implantarea ionică este utilizată pentru procesul de difuzie a dopantului. Procesul de implantare constă în faptul că ionii impurității necesare sunt „împușcați” din acceleratorul de înaltă tensiune și, având suficientă energie, pătrund în straturile de suprafață de siliciu.

Deci, la sfârșitul etapei de implantare ionică, a fost creat stratul necesar al structurii semiconductoare. Cu toate acestea, în microprocesoare pot exista mai multe astfel de straturi. Un strat subțire suplimentar de dioxid de siliciu este crescut pentru a crea următorul strat din schema de circuit rezultată. După aceea, se aplică un strat de siliciu policristalin și un alt strat de fotorezist. Radiația ultravioletă este trecută prin a doua mască și evidențiază modelul corespunzător pe stratul foto. Apoi urmează din nou etapele de dizolvare a stratului foto, gravare și implantare ionică.

Pasul 7 Pulverizare și depunere

Impunerea de noi straturi se efectuează de mai multe ori, în timp ce „ferestre” sunt lăsate pentru conexiunile interstraturilor în straturi, care sunt umplute cu atomi de metal; ca urmare, se creează benzi metalice pe regiunile conductoare de cristal. Astfel, la procesoarele moderne, se stabilesc legături între straturi care formează o schemă tridimensională complexă. Procesul de creștere și prelucrare a tuturor straturilor durează câteva săptămâni, iar ciclul de producție în sine constă din mai mult de 300 de etape. Ca rezultat, sute de procesoare identice sunt formate pe o placă de siliciu.

Pentru a rezista la impacturile la care sunt supuse plachetele în timpul procesului de stratificare, substraturile de siliciu sunt inițial făcute suficient de groase. Prin urmare, înainte de a tăia placa în procesoare individuale, grosimea acesteia este redusă cu 33% și murdăria este îndepărtată de pe verso. Apoi, pe partea din spate a substratului se aplică un strat dintr-un material special, ceea ce îmbunătățește fixarea cristalului pe carcasa viitorului procesor.

Pasul 8. Pasul final

La sfârșitul ciclului de formare, toate procesoarele sunt testate temeinic. Apoi, cristalele specifice care au trecut deja testul sunt tăiate de pe placa substrat folosind un dispozitiv special (Fig. 10).

Fiecare microprocesor este încorporat într-o carcasă de protecție, care asigură, de asemenea, conexiunea electrică a cipului microprocesorului cu dispozitive externe. Tipul pachetului depinde de tipul și de aplicația prevăzută a microprocesorului.

După ce a fost sigilat în carcasă, fiecare microprocesor este retestat. Procesoarele defecte sunt respinse, iar cele care pot fi reparate sunt supuse unor teste de stres. Procesoarele sunt apoi sortate în funcție de comportamentul lor la diferite viteze de ceas și tensiuni de alimentare.

Tehnologii promițătoare

Procesul tehnologic pentru producerea de microcircuite (în special, procesoare) a fost considerat de noi într-un mod foarte simplificat. Dar chiar și o prezentare atât de superficială face posibilă înțelegerea dificultăților tehnologice cu care se confruntă atunci când se reduce dimensiunea tranzistoarelor.

Cu toate acestea, înainte de a lua în considerare noile tehnologii promițătoare, să răspundem la întrebarea pusă chiar la începutul articolului: care este norma de proiectare a procesului tehnologic și cum, de fapt, diferă norma de proiectare de 130 nm de norma de 180 nm ? 130 nm sau 180 nm este o distanță minimă caracteristică între două elemente adiacente dintr-un strat al microcircuitului, adică un fel de pas de grilă la care sunt legate elementele de microcircuit. În același timp, este destul de evident că cu cât această dimensiune caracteristică este mai mică, cu atât mai mulți tranzistori pot fi plasați pe aceeași zonă de cip.

În prezent, procesoarele Intel folosesc un proces de fabricație de 0,13 microni. Această tehnologie este utilizată pentru fabricarea procesorului Intel Pentium 4 cu nucleu Northwood, procesorului Intel Pentium III cu nucleu Tualatin și procesorului Intel Celeron. În cazul utilizării unui astfel de proces tehnologic, lățimea utilă a canalului tranzistorului este de 60 nm, iar grosimea stratului de oxid de poartă nu depășește 1,5 nm. În total, procesorul Intel Pentium 4 conține 55 de milioane de tranzistori.

Pe lângă creșterea densității tranzistorilor într-un cip de procesor, tehnologia de 0,13 microni, care l-a înlocuit pe cea de 0,18 microni, are și alte inovații. În primul rând, folosește conexiuni de cupru între tranzistoarele individuale (în tehnologia de 0,18 microni, conexiunile erau din aluminiu). În al doilea rând, tehnologia de 0,13 microni asigură un consum mai mic de energie. Pentru tehnologia mobilă, de exemplu, aceasta înseamnă că consumul de energie al microprocesoarelor devine mai mic, iar durata de viață a bateriei este mai lungă.

Ei bine, ultima inovație care a fost întruchipată în tranziția la un proces tehnologic de 0,13 microni este utilizarea plachetelor de siliciu (plachete) cu diametrul de 300 mm. Amintiți-vă că înainte de aceasta, majoritatea procesoarelor și microcircuitelor erau fabricate pe baza de wafer-uri de 200 mm.

Creșterea diametrului plachetei reduce costul fiecărui procesor și crește randamentul produselor de calitate adecvată. Într-adevăr, aria unei napolitane cu diametrul de 300 mm este de 2,25 ori mai mare decât aria unei napolitane cu diametrul de 200 mm, respectiv, și numărul de procesoare obținute dintr-o napolitană cu diametrul de 300 mm este de peste două ori mai mare.

În 2003, se preconizează introducerea unui nou proces tehnologic cu un standard de proiectare și mai scăzut, și anume 90 de nanometri. Noua tehnologie de proces pe care Intel le va fabrica majoritatea produselor sale, inclusiv procesoare, chipset-uri și echipamente de comunicații, a fost dezvoltată la uzina pilot de wafer de 300 mm a Intel D1C din Hillsboro, Oregon.

Pe 23 octombrie 2002, Intel Corporation a anunțat deschiderea unei noi unități de 2 miliarde de dolari în Rio Rancho, New Mexico. Noua fabrică, numită F11X, va folosi tehnologie de ultimă generație pentru a fabrica procesoare pe wafer-uri de 300 mm folosind un proces de proiectare de 0,13 microni. În 2003, instalația va fi transferată la un proces tehnologic cu un standard de proiectare de 90 nm.

În plus, Intel a anunțat deja reluarea construcției unei alte unități de producție la Fab 24 din Leixlip, Irlanda, care este concepută pentru a fabrica componente semiconductoare pe plăci de siliciu de 300 mm cu o regulă de proiectare de 90 nm. Noua întreprindere cu o suprafață totală de peste 1 milion de metri pătrați. picioare cu camere deosebit de curate cu o suprafață de 160 mii de metri pătrați. feet este de așteptat să fie operațional în prima jumătate a anului 2004 și va angaja peste o mie de oameni. Costul obiectului este de aproximativ 2 miliarde de dolari.

Procesul de 90 nm utilizează o serie de tehnologii avansate. Acestea includ cele mai mici tranzistoare CMOS produse în masă din lume, cu o lungime a porții de 50 nm (Figura 11), care mărește performanța, reducând în același timp consumul de energie, și cel mai subțire strat de oxid de poartă al oricărui tranzistor fabricat vreodată - doar 1,2 nm (Figura 12), sau mai puțin de 5 straturi atomice și prima implementare din industrie a tehnologiei de siliciu sub presiune de înaltă performanță.

Dintre caracteristicile enumerate, poate că trebuie comentat doar conceptul de „siliciu tensionat” (Fig. 13). Într-un astfel de siliciu, distanța dintre atomi este mai mare decât într-un semiconductor convențional. Acest lucru, la rândul său, permite curentului să curgă mai liber, similar modului în care vehiculele cu benzi mai largi se mișcă mai liber și mai rapid.

Ca urmare a tuturor inovațiilor, performanța tranzistoarelor este îmbunătățită cu 10-20%, în timp ce costurile de producție cresc cu doar 2%.

În plus, procesul de 90 nm utilizează șapte straturi per cip (Figura 14), un strat în plus decât procesul de 130 nm și conexiuni de cupru.

Toate aceste caracteristici combinate cu wafer-uri de siliciu de 300 mm oferă Intel avantaje de performanță, volum și cost. Consumatorii beneficiază de asemenea, deoarece noua tehnologie de proces a Intel permite industriei să continue să evolueze în conformitate cu Legea lui Moore, îmbunătățind performanța procesorului din nou și din nou.

Introducere. 2

1. Tehnologii pentru producerea de microprocesoare. 4

1.2 Principalele etape ale producției. opt

1.3 Creșterea dioxidului de siliciu și crearea regiunilor conductoare. nouă

1.4 Testare. unsprezece

1.5 Fabricarea carcasei. unsprezece

1.6 Perspective de producție. 12

2. Caracteristici ale producției de microprocesoare. optsprezece

3. Etapele tehnologice ale producţiei de microprocesoare. 26

3.1 Cum se fac jetoanele.. 26

1.2 Totul începe cu substraturi. 27

1.3 Producția de substraturi. 27

1.4 Dopaj, difuzie. 29

1.5 Crearea unei măști. treizeci

1.6 Fotolitografie. 31

Concluzie. 37

Referințe.. 38

Introducere

Microprocesoarele moderne sunt cele mai rapide și mai inteligente microcircuite din lume. Ele pot efectua până la 4 miliarde de operațiuni pe secundă și sunt produse folosind multe tehnologii diferite. De la începutul anilor 90 ai secolului XX, când procesoarele au intrat în uz în masă, au trecut prin mai multe etape de dezvoltare. Apogeul dezvoltării structurilor de microprocesoare folosind tehnologiile existente ale microprocesoarelor de generația a 6-a a fost 2002, când a devenit disponibilă utilizarea tuturor proprietăților de bază ale siliciului pentru a obține frecvențe înalte cu cele mai mici pierderi în producția și crearea circuitelor logice. Acum eficiența noilor procesoare scade oarecum, în ciuda creșterii constante a frecvenței cristalelor.

Un microprocesor este un circuit integrat format pe un mic cip de siliciu. Siliciul este folosit în microcircuite datorită faptului că are proprietăți semiconductoare: conductivitatea sa electrică este mai mare decât cea a dielectricilor, dar mai mică decât cea a metalelor. Siliciul poate fi făcut atât un izolator care împiedică mișcarea sarcinilor electrice, cât și un conductor - atunci sarcinile electrice vor trece liber prin el. Conductivitatea unui semiconductor poate fi controlată prin introducerea de impurități.

Microprocesorul contine milioane de tranzistoare conectate intre ele prin cele mai subtiri conductoare din aluminiu sau cupru si folosite pentru prelucrarea datelor. Așa se formează anvelopele interioare. Drept urmare, microprocesorul îndeplinește multe funcții - de la operații matematice și logice până la controlul funcționării altor microcircuite și a întregului computer.

Unul dintre principalii parametri ai microprocesorului este frecvența cristalului, care determină numărul de operații pe unitatea de timp, frecvența magistralei de sistem, cantitatea de cache SRAM intern. Procesorul este marcat de frecvența cristalului. Frecvența cristalului este determinată de frecvența de comutare a tranzistorilor de la închis la deschis. Capacitatea unui tranzistor de a comuta mai repede este determinată de tehnologia de fabricație a plachetelor de siliciu din care sunt fabricate cipurile. Dimensiunea procesului tehnologic determină dimensiunile tranzistorului (grosimea acestuia și lungimea porții). De exemplu, folosind procesul de 90 nm care a fost introdus la începutul anului 2004, dimensiunea tranzistorului este de 90 nm și lungimea porții este de 50 nm.

Toate procesoarele moderne folosesc tranzistori cu efect de câmp. Tranziția la o nouă tehnologie de proces vă permite să creați tranzistori cu o frecvență de comutare mai mare, curenți de scurgere mai mici și dimensiuni mai mici. Reducerea dimensiunii vă permite să reduceți simultan zona cipului și, prin urmare, disiparea căldurii, iar o poartă mai subțire vă permite să aplicați mai puțină tensiune pentru comutare, ceea ce reduce, de asemenea, consumul de energie și disiparea căldurii.

1. Tehnologii pentru producerea de microprocesoare

Acum există o tendință interesantă pe piață: pe de o parte, companiile producătoare încearcă să introducă noi procese tehnice și tehnologii în noile lor produse cât mai curând posibil, pe de altă parte, există o reținere artificială în creșterea procesatorului. frecvente. În primul rând, marketerii consideră că piața nu este pe deplin pregătită pentru următoarea schimbare a familiilor de procesoare, iar companiile nu au primit încă suficient profit din vânzările CPU-urilor produse în prezent - stocul nu s-a secat încă. Predominanța importanței prețului produsului finit asupra tuturor celorlalte interese ale companiilor este destul de remarcabilă. În al doilea rând, o reducere semnificativă a ritmului „cursei de frecvență” se datorează înțelegerii necesității de a introduce noi tehnologii care să mărească cu adevărat productivitatea cu o cantitate minimă de costuri tehnologice. După cum sa menționat deja, producătorii au întâmpinat probleme în trecerea la noi procese tehnice.

Norma tehnologică de 90 nm s-a dovedit a fi o barieră tehnologică destul de serioasă pentru mulți producători de cipuri. Acest lucru este confirmat și de TSMC, care produce cipuri pentru mulți giganți de pe piață, cum ar fi AMD, nVidia, ATI, VIA. Pentru o lungă perioadă de timp, ea nu a putut stabili producția de cipuri folosind tehnologia de 0,09 microni, ceea ce a condus la un randament scăzut de cristale adecvate. Acesta este unul dintre motivele pentru care AMD a amânat de mult timp lansarea procesoarelor sale cu tehnologie SOI (Silicon-on-Insulator). Acest lucru se datorează faptului că în această dimensiune a elementelor au început să se manifeste puternic tot felul de factori negativi anterior nu atât de vizibili, cum ar fi curenții de scurgere, o mare răspândire a parametrilor și o creștere exponențială a degajării de căldură. Să ne dăm seama în ordine.

După cum știți, există doi curenți de scurgere: curent de scurgere la poartă și scurgere sub prag. Primul este cauzat de mișcarea spontană a electronilor între substratul de siliciu al canalului și poarta de polisiliciu. Al doilea este mișcarea spontană a electronilor de la sursa tranzistorului la dren. Ambele efecte duc la faptul că este necesară creșterea tensiunii de alimentare pentru a controla curenții din tranzistor, ceea ce afectează negativ disiparea căldurii. Deci, prin reducerea dimensiunii tranzistorului, în primul rând, reducem poarta acestuia și stratul de dioxid de siliciu (SiO2), care este o barieră naturală între poartă și canal. Pe de o parte, aceasta îmbunătățește performanța de viteză a tranzistorului (timpul de comutare), dar, pe de altă parte, crește scurgerea. Adică se dovedește un fel de ciclu închis. Deci trecerea la 90 nm este o altă scădere a grosimii stratului de dioxid și, în același timp, o creștere a scurgerilor. Lupta împotriva scurgerilor este, din nou, o creștere a tensiunilor de control și, în consecință, o creștere semnificativă a generării de căldură. Toate acestea au dus la o întârziere în introducerea unui nou proces tehnic de către concurenții de pe piața microprocesoarelor - Intel și AMD.

O alternativă este utilizarea tehnologiei SOI (siliciu pe izolator), pe care AMD a introdus-o recent în cadrul său

procesoare pe 64 de biți. Cu toate acestea, a costat-o ​​mult efort și depășirea unui număr mare de dificultăți incidentale. Dar tehnologia în sine oferă un număr mare de avantaje cu un număr relativ mic de dezavantaje. Esența tehnologiei, în general, este destul de logică - tranzistorul este separat de substratul de siliciu printr-un alt strat subțire de izolator. Plusuri - greutate. Nicio mișcare necontrolată a electronilor sub canalul tranzistorului, afectând caracteristicile sale electrice - din nou. După aplicarea curentului de deblocare pe poartă, timpul de ionizare a canalului în starea de funcționare, până când curentul de funcționare trece prin acesta, este redus, adică al doilea parametru cheie al performanței tranzistorului se îmbunătățește, pornirea / oprirea acestuia. timpul este doi. Sau, cu aceeași viteză, puteți reduce pur și simplu curentul de deblocare - trei. Sau găsiți un compromis între creșterea vitezei de lucru și reducerea tensiunii. Menținând același curent de deblocare, creșterea performanței tranzistorului poate fi de până la 30%, dacă lăsați frecvența aceeași, cu accent pe economisirea energiei, atunci poate exista un mare plus - până la 50%. În cele din urmă, caracteristicile canalului devin mai previzibile, iar tranzistorul în sine devine mai rezistent la erori sporadice, cum ar fi cele cauzate de particulele cosmice care intră în substratul canalului și îl ionizează în mod neașteptat. Acum, intrând în substratul situat sub stratul izolator, acestea nu afectează în niciun fel funcționarea tranzistorului. Singurul dezavantaj al SOI este că trebuie să reduceți adâncimea regiunii emitor/colector, care afectează direct și direct creșterea rezistenței acesteia pe măsură ce grosimea scade.

Și, în sfârșit, al treilea motiv care a contribuit la încetinirea creșterii frecvenței este activitatea scăzută a concurenților de pe piață. Se poate spune că fiecare era ocupat cu treburile lui. AMD s-a angajat în introducerea pe scară largă a procesoarelor pe 64 de biți, pentru Intel a fost o perioadă de îmbunătățire a noului proces tehnic, depanare pentru un randament crescut de cristale adecvate.

Anul care a început ar trebui să ne aducă multe noutăți din domeniul tehnologiei, pentru că anul acesta ambele companii ar trebui să treacă la standardele tehnologice de 90 nm. Dar asta nu înseamnă deloc o nouă creștere rapidă a frecvențelor procesorului, ci dimpotrivă. La început, va fi o pauză pe piață: concurenții vor începe să producă procesoare bazate pe procese tehnice noi, dar cu frecvențe vechi. Pe măsură ce procesul de producție este stăpânit, va începe o anumită creștere a frecvenței chipsurilor. Cel mai probabil, nu va fi la fel de vizibil ca înainte. Până la sfârșitul anului 2004, când randamentul matrițelor de 90 nm va crește semnificativ, Intel se așteaptă să atingă vârful de 4GHz sau mai mult. Procesoarele AMD vor veni cu o întârziere de frecvență tradițională, care, în general, nu afectează performanța la fel de mult ca caracteristicile microarhitecturii.

Deci, necesitatea trecerii la noi procese tehnice este evidentă, dar este dată tehnologilor de fiecare dată cu mare dificultate. Primele procesoare

Pentium (1993) au fost produse conform tehnologiei de proces de 0,8 microni, apoi 0,6 microni. În 1995, tehnologia de proces de 0,35 microni a fost folosită pentru prima dată pentru procesoarele de generația a 6-a. În 1997 a trecut la 0,25 microni, iar în 1999 la 0,18 microni. Procesoarele moderne sunt realizate folosind tehnologii de 0,13 și 0,09 microni, acestea din urmă fiind introduse în 2004. După cum puteți vedea, pentru aceste procese tehnice se respectă legea lui Moore, care spune că la fiecare doi ani frecvența cristalelor se dublează odată cu creșterea numărului de tranzistori din acestea. Procesul tehnologic se schimbă în același ritm. Adevărat, în viitor „cursa frecvenței” va depăși această lege. Până în 2006, Intel plănuiește să stăpânească tehnologia de proces de 65 nm, iar 2009 - 32 nm. Principiul legii lui Moore este prezentat în figura 1.

Figura 1 - Principiul legii lui Moore.

Aici este timpul să ne amintim structura tranzistorului, și anume, un strat subțire de dioxid de siliciu, un izolator situat între poartă și canal și care îndeplinește o funcție complet de înțeles - o barieră la electroni care împiedică scurgerea curentului de poartă. Evident, cu cât acest strat este mai gros, cu atât își îndeplinește mai bine funcțiile de izolare, dar este o parte integrantă a canalului și nu este mai puțin evident că, dacă vom reduce lungimea canalului (dimensiunea tranzistorului), atunci trebuie să reduceți-i grosimea și, în plus, foarte rapid. Apropo, în ultimele decenii, grosimea acestui strat a fost în medie de aproximativ 1/45 din întreaga lungime a canalului. Dar acest proces își are sfârșitul - așa cum a declarat Intel în urmă cu cinci ani, dacă continuați să utilizați SiO2, așa cum a fost în ultimii 30 de ani, grosimea minimă a stratului va fi de 2,3. nm, altfel scurgerea curentului curent al porții va dobândi valori pur și simplu nerealiste.

Până de curând, nu s-a făcut nimic pentru a reduce scurgerea subcanalului, dar acum situația începe să se schimbe, deoarece curentul de funcționare,

împreună cu timpul de declanșare, este unul dintre cele două principale

parametrii care caracterizează viteza tranzistorului și scurgerea în starea oprită îl afectează în mod direct - pentru a menține eficiența necesară a tranzistorului, este necesar, în consecință, creșterea curentului de funcționare, cu toate condițiile care decurg.

1.2 Etape principale de producție

Fabricarea unui microprocesor este un proces complex care include mai mult de 300 de etape. Microprocesoarele se formează pe suprafața plăcilor circulare subțiri de siliciu - substraturi, ca urmare a unei anumite secvențe a diferitelor procese de prelucrare care utilizează substanțe chimice, gaze și radiații ultraviolete.

Substraturile au de obicei 200 de milimetri sau 8 inci în diametru. Cu toate acestea, Intel a trecut deja la wafer-uri de 300 mm sau 12 inchi. Noile plăci fac posibilă obținerea de aproape 4 ori mai multe cristale, iar randamentul este mult mai mare. Napolitanele sunt fabricate din siliciu, care este rafinat, topit și crescut în cristale lungi cilindrice. Cristalele sunt apoi tăiate în plăci subțiri și lustruite până când suprafețele lor sunt netede ca oglindă și fără defecte. Mai mult, oxidarea termică (formarea unui film de SiO2), fotolitografia, difuzia impurităților (fosfor), epitaxia (acumularea stratului) sunt efectuate secvenţial, repetându-se ciclic.

În procesul de fabricare a microcircuitelor, cele mai subțiri straturi de materiale sunt aplicate pe plăci goale sub formă de modele atent calculate. Pe o singură placă sunt amplasate până la câteva sute de microprocesoare, a căror fabricare necesită mai mult de 300 de operațiuni. Întregul proces de fabricare a procesoarelor poate fi împărțit în mai multe etape: creșterea dioxidului de siliciu și crearea regiunilor conductoare, testarea, fabricarea pachetului și livrarea.

1.3 Creșterea dioxidului de siliciu și crearea regiunilor conductoare

Procesul de fabricație al unui microprocesor începe cu „creșterea” unui strat izolator de dioxid de siliciu pe suprafața unei plăci lustruite. Această etapă se realizează într-un cuptor electric la o temperatură foarte ridicată. Grosimea stratului de oxid depinde de temperatură și de timpul petrecut placa în cuptor.

Aceasta este urmată de fotolitografie - un proces în timpul căruia se formează un model pe suprafața plăcii. În primul rând, pe placă este aplicat un strat temporar de material sensibil la lumină, un fotorezistent, pe care este proiectată o imagine a secțiunilor transparente ale șablonului sau fotomască folosind radiația ultravioletă. Măștile sunt realizate în timpul proiectării procesorului și sunt folosite pentru a genera modele de circuit în fiecare strat de procesor. Sub influența radiațiilor, zonele expuse ale fotostratului devin solubile și sunt îndepărtate cu un solvent (acid fluorhidric), dezvăluind dioxidul de siliciu de la baza lor.

Siliciul expus este îndepărtat printr-un proces numit „gravare”. Stratul foto rămas este apoi îndepărtat, lăsând un model de dioxid de siliciu pe placă. Ca urmare a unui număr de operații suplimentare de fotolitografie și gravare, siliciul policristalin, care are proprietățile unui conductor, este de asemenea aplicat pe placă. În timpul următoarei operațiuni, numită „doping”, zonele expuse ale plachetei de siliciu sunt bombardate cu ioni ai diferitelor elemente chimice, care formează sarcini negative și pozitive în siliciu, modificând conductivitatea electrică a acestor zone.

Impunerea de noi straturi cu gravarea ulterioară a circuitului se efectuează de mai multe ori, în timp ce pentru conexiunile interstraturilor în straturi se lasă „ferestre”, care sunt umplute cu metal, formând conexiuni electrice între straturi. În tehnologia sa de proces de 0,13 microni, Intel a folosit conductori de cupru. În procesul de fabricație de 0,18 microni și procesele din generația anterioară, Intel a folosit aluminiu. Atât cuprul, cât și aluminiul sunt excelente conductoare de electricitate. La utilizarea tehnologiei de proces de 0,18 microni s-au folosit 6 straturi; la introducerea tehnologiei de proces de 90 nm în 2004, s-au folosit 7 straturi de siliciu.

Fiecare strat al procesorului are propriul model, împreună toate aceste straturi formează un circuit electronic tridimensional. Aplicarea straturilor se repetă de 20-25 de ori timp de câteva săptămâni.

1.4 Testare

Placile de siliciu trebuie să fie inițial suficient de groase pentru a rezista la impacturile la care sunt supuse substraturile în timpul procesului de stratificare. Prin urmare, înainte de a tăia placa în microprocesoare individuale, grosimea acesteia este redusă cu 33% folosind procese speciale și murdăria este îndepărtată de pe verso. Apoi, se aplică un strat dintr-un material special pe reversul plăcii „mai subțiri”, ceea ce îmbunătățește fixarea ulterioară a cristalului pe carcasă. În plus, acest strat asigură contactul electric între suprafața din spate a circuitului integrat și pachet după asamblare.

După aceea, plăcile sunt testate pentru a verifica calitatea tuturor operațiunilor de prelucrare. Pentru a determina dacă procesoarele funcționează corect, componentele lor individuale sunt testate. Dacă sunt detectate defecțiuni, acestea sunt analizate pentru a înțelege în ce stadiu al procesării a apărut defecțiunea.

Sondele electrice sunt apoi conectate la fiecare procesor și este alimentată. Procesoarele sunt testate de un computer, care determină dacă caracteristicile procesoarelor fabricate îndeplinesc cerințele specificate.

1.5 Fabricarea corpului

După testare, napolitanele sunt trimise la o fabrică de asamblare unde sunt tăiate în dreptunghiuri mici, fiecare conținând un circuit integrat. Un ferăstrău de precizie special este folosit pentru a separa placa. Cristalele care nu funcționează sunt respinse.

Fiecare cristal este apoi plasat într-o carcasă individuală. Carcasa protejează cristalul de influențele externe și asigură conexiunea electrică a acestuia cu placa pe care va fi instalat ulterior. Bilele mici de lipit situate în anumite puncte ale cristalului sunt lipite de cablurile electrice ale pachetului. Acum semnalele electrice pot circula de la placă la cip și invers.

În procesoarele viitoare, Intel va folosi tehnologia BBUL, care va permite crearea unor carcase fundamental noi, cu mai puțină disipare a căldurii și capacitate între picioarele CPU.

După ce matrița este instalată în pachet, procesorul este testat din nou pentru a determina dacă este funcțional. Procesoarele defecte sunt respinse, iar cele funcționale sunt supuse unor teste de stres: expunerea la diferite condiții de temperatură și umiditate, precum și descărcări electrostatice. După fiecare test de stres, procesorul este testat pentru a-i determina starea funcțională. Procesoarele sunt apoi sortate în funcție de comportamentul lor la diferite viteze de ceas și tensiuni de alimentare.

Livrare. Procesoarele care au trecut testul trec la controlul final, a cărui sarcină este să confirme că rezultatele tuturor testelor anterioare au fost corecte, iar parametrii circuitului integrat corespund standardelor stabilite sau chiar le depășesc. Toate procesoarele care trec controlul de ieșire sunt etichetate și ambalate pentru livrare către clienți

1.6 Perspective de producție

Fondată de Robert Noyce și Gordon Moore în 1968, Intel (Integrated Electronics) și-a stabilit obiectivul de a folosi realizările tehnologiei semiconductoare pentru a crea dispozitive electronice de înaltă performanță și funcționale complexe pe un cip de siliciu: memorie mare, procesoare, blocuri de interfață . Primul produs al companiei a fost un cip de memorie cu tranzistor bipolar Schottky lansat în 1969. Intel a anunțat i4004, primul microprocesor din lume conceput pentru a fi utilizat la calculatoare, în noiembrie 1971. Acest procesor pe 4 biți conținea 2300 de tranzistori MOS cu canal p plasați pe un cip. cu o suprafață de 3,8x2,8 mm și a funcționat la o frecvență de ceas de 108 kHz, oferind adresarea a 4 KB de ROM și 512 octeți de RAM. Aceasta a fost prima dezvoltare a Intel.

Procesorul Intel Pentium 4 este cel mai modern procesor disponibil astăzi. Primul Pentium 4 (nume de cod Willamette) a apărut în 2000. Era un procesor fundamental nou cu hyperpipeline (Hyper pipelining) - cu o conductă formată din 20 de etape, fiecare dintre ele scurtată. Binar compatibil cu generațiile anterioare de procesoare cu arhitectură Intel. Potrivit Intel, procesoarele bazate pe această tehnologie pot obține o creștere a frecvenței de aproximativ 40 la sută față de familia P6 cu același proces de fabricație. Acest procesor este realizat folosind tehnologia Intel NetBurst:

Tehnologie hiper-pipeline: lungimea extinsă a conductei îmbunătățește debitul procesorului.

Set de extensii SIMD pentru streaming SSE2: 144 de instrucțiuni noi pentru a accelera o gamă largă de aplicații solicitante

Motor de execuție a instrucțiunilor mai rapid: blocul logic aritmetic rulează cu o viteză de două ori mai mare decât cea a procesorului, accelerând această zonă critică de performanță

Unitate cu virgulă mobilă pe 128 de biți: performanța în virgulă mobilă de înaltă performanță îmbunătățește vizualizarea 3D, aplicațiile de jocuri și calculul științific

Motor SIMD cu numere întregi pe 128 de biți: accelerează procesarea video, vorbire, criptare, imagini și fotografii.

Cache de urmărire a execuției de nivel 1: îmbunătățește semnificativ eficiența cache-ului de instrucțiuni, maximizând performanța secțiunilor de cod accesate frecvent

Tehnologie avansată de execuție dinamică: predicția îmbunătățită a ramurilor îmbunătățește performanța pentru toate aplicațiile pe 32 de biți prin optimizarea secvenței instrucțiunilor

Controlul temperaturii: Folosit pentru a proteja plăcile de bază prin detectarea când temperatura depășește limita

Motor de autotestare încorporat (BIST): un singur mecanism pentru verificarea erorilor de firmware și a matricei logice mari, precum și pentru testarea cache-urilor de instrucțiuni, a cache-urilor de date, a bufferelor de traducere și a ROM-urilor.

Testați portul de acces și motorul de scanare a limitelor bazat pe standardul IEEE 1149. Vă permite să testați procesorul Pentium 4 și conexiunea acestuia la sistem printr-o interfață standard.

A fost folosită o magistrală de sistem de 100 (400) MHz (Quad-pumped, QPB), oferind o lățime de bandă de 3,2 GB/s față de o magistrală de 133 MHz cu o lățime de bandă de 1,06 GB/s pentru Pentium III. De fapt, odată cu creșterea numărului de etape, frecvența procesorului crește, dar operațiunile sunt procesate mai mult. Astfel, Willamette a devenit „prost” cu o frecvență tot mai mare; operațiunile au început să treacă printr-un număr mai mare de pași, iar timpul de procesare pentru o instrucțiune a crescut. Deci, procesorul s-a dovedit a fi slab, chiar și cu un FSB excelent, performanța sa nu diferă mult de Tualatin, iar prețul, inclusiv pentru chipset și memoria RDRAM, nu a fost pe plac și nu a fost la cerere.

Specificatii: tehnologie de productie: 0,18 microni; frecvența ceasului: 1,3-2 GHz; cache primul nivel: 8 +12 KB; cache al doilea nivel folosind tehnologia Advanced Transfer Cache 256 KB (viteză completă); CPU

32 de biți; magistrală de date 64 biți (400 MHz); conector Socket-423 și Socket-478; tensiunea miezului - 1,75 V.

Pentru a schimba lucrurile în segmentele mainstream și de performanță, Tualatin a fost lăsat sub Celeron, în timp ce Intel a introdus un nou nucleu Northwood realizat folosind tehnologia de 0,13 microni. Există acum 3 modificări: Northwood-A cu 100 (400), Northwood-B 133 (533) MHz și Northwood-C 200 (800) MHz. Singurele diferențe în arhitectură sunt tehnologia de fabricație de 0,13 microni și cache-ul L2 crescut la 512 KB, ceea ce a pus Intel în frunte în acest moment. Principalul concurent - procesorul Athlon XP bazat pe nucleul Barton - are aproximativ aceiași parametri, cu excepția unui număr mai mic de etape în conductă și, în consecință, o frecvență mai mică a cristalului și a magistralei de sistem. Ambele procesoare au cam aceleași performanțe.

Între timp, Intel a mutat segmentul de valoare și pe nucleul P4 Willamette-128. Acesta este un nucleu CISC superscalar de 32 de biți al arhitecturii IA-32, care este produs conform standardelor tehnologice de 0,18 microni, are un cache de prim nivel de 8 KB pentru date și un cache de urme pentru 12 mii de microops, o conductă lungă pentru 20 de etape; magistrala externă are o capacitate de 64 de biți, o frecvență de 100 (400) MHz, un flux de date cvadruplu (echivalent cu o frecvență de 400 MHz). Cache-ul L2 construit în nucleul lui Willamette original a fost de 256 KB, dar cel al lui Celeron a fost redus la 128 KB. Disponibil cu frecvențe de ceas de 1,7-2,4 GHz. Performanța este mai mică decât nucleul AMD Duron Morgan și Applebred.

În 2003, Intel a anunțat o nouă caracteristică a nucleului Northwood - tehnologia Hyper-Threading vă permite să paralelizați artificial codul programului în mai multe fire de execuție („threads”) și să le executați simultan în timp ce emulați prezența unui al doilea procesor pe un singur cip. În acest caz, sunt folosite toate blocurile CPU neutilizate, ceea ce permite utilizarea cât mai eficientă a blocurilor CPU.

Ultimul desktop Pentium 4 bazat pe nucleul Northwood a fost un model cu o viteză de ceas de 3,40 GHz și 512 KB de cache L2.2. În februarie 2004, Intel a anunțat un nou nucleu Prescott pentru Pentium 4, realizat folosind tehnologie de 0,09 microni cu un cache L2 de 1 MB. Pe baza noului nucleu, vor fi lansate pentru moment procesoare cu frecvențe de la 2,80 GHz la 3,40 GHz. Modelele cu magistrală de 800 MHz la 2,80, 3, 3,20 și 3,40 GHz sunt etichetate E pentru a le distinge de modelele cu aceeași frecvență și magistrală pe nucleul Northwood. În al treilea trimestru al anului 2004, Pentium 4 va fi lansat cu o viteză de ceas de 3,80 GHz, iar până la sfârșitul anului este destul de posibil să ne așteptăm la cucerirea pietrei de hotar simbolice de 4 GHz.

Principalele „caracteristici” ale noului nucleu sunt reproiectarea sa completă, o conductă extinsă la 31 de etape, o nouă tehnologie de fabricație care utilizează tehnologia siliciului tensionat și un dielectric CDO în interconexiuni, precum și 13 instrucțiuni noi (SSE3), Hyper-Threading îmbunătățit. tehnologie, predicție de tranziție și preluare preliminară a memoriei cache și gestionarea energiei.

În plus, operațiile de înmulțire a întregilor au fost accelerate, au fost introduse tampoane de scriere suplimentare. În plus, noul produs ar trebui să aibă suport pentru instrucțiuni pe 64 de biți, care nu sunt compatibile cu instrucțiunile AMD pe 64 de biți și sunt blocate, cel puțin deocamdată. Noul procesor include tehnologia hardware de criptare a datelor LaGrande, dar suportul software va apărea mai târziu. Noua matriță are o suprafață de 112 mm2 și conține 125 de milioane de tranzistori. Din această cauză, s-a schimbat și regimul termic al noului procesor - specificația FMB 1.5. Pachetul termic și-a extins acum gamele: modelul mai vechi va avea o disipare a căldurii de 103 wați. Acest lucru cauzează probleme de compatibilitate cu majoritatea plăcilor de bază disponibile. Până acum, toate procesoarele au Socket 478, dar din cauza creșterii consumului de energie, acesta va fi înlocuit în curând cu Socket 775 cu 775 de pini, respectiv. Prețurile pentru această linie variază de la 163 USD la 417 USD, dar în curând va ajunge din urmă cu Northwood pentru a stimula cererea.

În paralel, Intel dezvoltă tehnologia EPIC utilizată în procesoarele sale de server pe 64 de biți. Această tehnologie, care este folosită pentru fabricarea procesoarelor moderne Intel Itanium 2, implică paralelismul total al instrucțiunilor trimise de compilator către procesor. Această arhitectură se numește IA-64.

Cu toate acestea, arhitectura tradițională IA-32 nu s-a epuizat încă pe deplin, așa că existența sa este așteptată până în 2006. Este prea devreme să vorbim despre anul 2005, pentru că convergența ia amploare, iar legea lui Moore este încă valabilă. Deși, în principiu, este deja evident că creșterea frecvenței și creșterea cache-ului nu mai aduc creșterea corespunzătoare a performanței, astfel că companiile au decis să se bazeze pe tehnologie. Creșterea frecvenței cu menținerea creșterii eliberării de căldură nu mai este posibilă din cauza creșterii puternice a curenților de scurgere a tranzistorilor. Deoarece microarhitectura nu poate fi îmbunătățită la infinit și nu are rost, este evident că viitorul constă în integrarea diferitelor tehnologii și capabilități în cipuri. Deci, Intel în sectorul serverelor se bazează pe multi-core, iar în segmentul desktop - pe multi-threading. AMD, însă, nedorind să facă investiții uriașe în astfel de cercetări, imediat „merge ca un cal”: peste tot promovează tehnologia de producție SOI (Silicon-on-Insulator) și mizează pe extinderea microarhitecturii la 64 de biți, precum și pe în autobuzul HyperTransport.

2. Caracteristici ale producției de microprocesoare

Se știe că tranzistoarele CMOS existente au multe limitări și nu vor permite creșterea frecvențelor procesorului în viitorul apropiat la fel de fără durere. La sfârșitul anului 2003, la conferința de la Tokyo, Intel a făcut un anunț foarte important despre dezvoltarea de noi materiale pentru tranzistoarele semiconductoare ale viitorului. În primul rând, vorbim despre un nou dielectric de poartă a tranzistorului cu o constantă dielectrică ridicată (așa-numitul material „high-k”), care va fi folosit pentru a înlocui dioxidul de siliciu (SiO2) folosit astăzi, precum și un nou aliaje metalice compatibile cu noul dielectric de poartă . Soluția propusă de cercetători reduce curentul de scurgere de 100 de ori, ceea ce face posibilă apropierea de introducerea unui proces de fabricație cu o normă de proiectare de 45 de nanometri. Este considerat de experți o mică revoluție în lumea tehnologiilor microelectronice.

Pentru a înțelege despre ce vorbim, să ne uităm mai întâi la un MOSFET convențional, pe baza căruia sunt realizate cele mai complexe procesoare. MOSFET-ul este prezentat în Figura 2.

Figura 2 - MOSFET.

În ea, o poartă conductivă din polisiliciu este separată de canalul tranzistorului de cel mai subțire strat (doar 1,2 nm sau 5 atomi grosime) de dioxid de siliciu (un material folosit de zeci de ani ca dielectric de poartă).

O astfel de grosime dielectrică mică este necesară pentru a obține nu numai dimensiuni mici ale tranzistorului în ansamblu, ci și pentru cea mai înaltă performanță (particulele încărcate se deplasează mai repede prin poartă, drept urmare un astfel de VT poate comuta de până la 10 miliarde de ori pe secunda)

Simplificat - cu cât poarta este mai aproape de canalul tranzistorului (adică cu atât dielectricul este mai subțire), cu atât „impactul” mai mare în ceea ce privește viteza va avea asupra electronilor și găurilor din canalul tranzistorului. Aspectul stratului izolator al porții este prezentat în figura 3.

Figura 3 - Vedere exterioară a stratului izolator al porții.

Prin urmare, importanța descoperirii oamenilor de știință Intel nu poate fi subestimată. După cinci ani de cercetare în laboratoare, corporațiile au dezvoltat un material special pentru a înlocui dioxidul de siliciu tradițional în ruta convențională de fabricare a cipurilor. Cerințele pentru un astfel de material sunt foarte serioase: compatibilitate chimică și mecanică ridicată (la nivel atomic) cu siliciul, ușurință de producție într-un singur ciclu a tehnologiei tradiționale de procesare a siliciului, dar cel mai important - scurgere scăzută și constantă dielectrică ridicată.

Dacă ne luptăm cu scurgeri, atunci grosimea dielectricului trebuie mărită la cel puțin 2-3 nm (vezi figura de mai sus). Pentru a menține transconductanța anterioară a tranzistorului (dependența curentului de tensiune), este necesară creșterea proporțională a constantei dielectrice a materialului dielectric. Un izolator cu o constantă dielectrică ridicată este prezentat în Figura 4.

Imaginea 4 - Un izolator cu o constantă dielectrică ridicată.

Dacă permeabilitatea dioxidului de siliciu în vrac este egală cu 4 (sau puțin mai mică în straturi ultrasubțiri), atunci o valoare rezonabilă a constantei dielectrice a noului dielectric "Intel" poate fi considerată o valoare în regiunea 10-12. În ciuda faptului că există multe materiale cu o astfel de permitivitate (ceramica condensatoare sau un singur cristal de siliciu), factorii de compatibilitate tehnologică a materialelor nu sunt mai puțin importanți aici. Prin urmare, pentru noul material de înaltă k, a fost dezvoltat un proces de depunere de înaltă precizie, prezentat în Figura 5, în timpul căruia se formează un strat molecular al acestui material într-un ciclu.

Figura 5 - Schema procesului de înaltă precizie de aplicare a stratului High-K.

Pe baza acestei imagini, se poate presupune că noul material este și un oxid. Mai mult, monoxidul, ceea ce înseamnă utilizarea materialelor în principal din a doua grupă, de exemplu, magneziu, zinc sau chiar cupru.

Dar problema nu s-a limitat la dielectric. De asemenea, a fost necesar să se schimbe materialul obturatorului în sine - siliciul policristalin obișnuit. Faptul este că înlocuirea dioxidului de siliciu cu un dielectric de înaltă k duce la probleme de interacțiune cu siliciul policristalin (banda intercalată a unui tranzistor determină tensiunea minimă posibilă pentru acesta). Aceste probleme pot fi eliminate prin utilizarea metalelor speciale de poartă pentru ambele tipuri de tranzistoare (n-MOS și p-MOS) în combinație cu un proces special de fabricație. Această combinație de materiale atinge performanțe record ale tranzistorului și curenți de scurgere deosebit de mici, de 100 de ori mai mici decât materialele actuale. În acest caz, nu mai există tentația de a folosi tehnologia SOI (siliciu pe izolator) mult mai scumpă pentru a combate scurgerile, așa cum fac unii producători importanți de microprocesoare. Caracteristicile tranzistoarelor acoperite cu High-K sunt prezentate în Figura 6.

Figura 6 - Caracteristicile tranzistoarelor cu acoperire High-K.

De asemenea, remarcăm o altă inovație tehnologică de la Intel - tehnologia de siliciu tensionat, care este folosită pentru prima dată în procesoarele de 90 de nanometri Prescott și Dothan. În cele din urmă, Intel a explicat în detaliu exact cum se formează straturile de siliciu tensionat în structurile sale CMOS. O celulă CMOS este formată din doi tranzistori, un nMOS și un pMOS. O celulă CMOS de doi tranzistori este prezentată în Figura 7.

Figura 7 - Celula CMOS a două tranzistoare.

În primul (n-MOS), canalul tranzistorului (n-canal) conduce curentul cu ajutorul electronilor (particule încărcate negativ), iar în al doilea (p-MOS) - cu ajutorul găurilor (particule încărcate condiționat pozitiv) ). În consecință, mecanismele de formare a siliciului tensionat în aceste două cazuri sunt diferite. Pentru tranzistorul n-MOS se folosește o acoperire externă cu un strat de nitrură de siliciu (Si3N4), care, din cauza solicitărilor mecanice, întinde ușor (cu o fracțiune de procent) (în direcția curgerii curentului) cristalul de siliciu. zăbrele de sub poartă, în urma căreia curentul de funcționare a canalului crește cu 10% (relativ vorbind, devine mai spațios pentru ca electronii să se miște în direcția canalului). În tranzistoarele p-MOS, opusul este adevărat: materialul substratului (mai precis, doar regiunile de dren și sursă) utilizează un compus de siliciu-germaniu (SiGe), care comprimă ușor rețeaua cristalină de siliciu de sub poartă în direcția canal. Prin urmare, devine „mai ușor” ca găurile să „se miște” prin atomii de impurități acceptoare, iar curentul de funcționare al canalului crește cu 25%. Combinația ambelor tehnologii oferă un câștig de curent de 20-30%. Astfel, utilizarea tehnologiei „siliciului tensionat” în ambele tipuri de dispozitive (n-MOS și p-MOS) duce la o creștere semnificativă a performanței tranzistorului cu o creștere a costului de producție a acestora cu doar ~2% și face posibilă pentru a crea mai multe tranzistoare miniaturale ale generațiilor următoare. Intel intenționează să folosească siliciu tensionat pentru toate procesele de producție viitoare de până la 22 nm. O celulă de memorie cu 6 tranzistori este prezentată în Figura 8.

Figura 8 - Celula de memorie cu 6 tranzistoare.

Un material cu dielectric scăzut este utilizat ca dielectric pentru joncțiunile de cupru (vezi figura) în toate procesele Intel începând de la 0,13 microni. Reduce capacitatea care apare între conexiunile de cupru de pe cip, ceea ce crește rata de transfer a semnalelor interne și reduce consumul de energie. Intel este prima și până acum singura companie care a folosit acest material low-k pentru izolarea interconectării. Conexiunile din cip create folosind tehnologia de proces de 90 nm sunt prezentate în Figura 9.

Figura 9 - Conexiuni într-un cip creat folosind o tehnologie de proces de 90 nm.

Da, trebuie să recunoaștem că succesul Intel Labs în dezvoltarea tehnologiilor inovatoare de semiconductor este impresionant. De obicei, Intel reușește să rămână cu un pas înaintea altor concurenți, cum ar fi IBM, Motorola și Texas Instruments. Pe de altă parte, acest lucru nu este surprinzător - la urma urmei, costurile de dezvoltare ale Intel doar în acest an s-au ridicat la aproximativ 4,3 miliarde de dolari! Și acum devin clare declarațiile despre neprofitabilitatea și complexitatea tehnologiei SOI, pe care Intel le-a suportat deja în propria piele, iar AMD tocmai le-a preluat. Ei bine, potențialul științific uriaș permite companiei nu numai să privească în viitor în viitorul tehnologiilor cu microprocesoare pentru câțiva ani înainte, ci și să prezică schimbări în lumea tehnologiei și să fie un participant activ la aceste schimbări. Acesta este prețul pe care o companie îl plătește pentru a face istorie cu propriile mâini și pentru a nu fi spectator. Aceasta este adevărata față a unui lider tehnologic.

3. Etapele tehnologice ale producției de microprocesoare

3.1 Cum sunt făcute jetoanele

Producția de cipuri constă în impunerea unor straturi subțiri cu un „model” complex pe substraturi de siliciu. În primul rând, se creează un strat izolator care acționează ca un obturator electric. Un material fotorezistent este apoi aplicat deasupra, iar zonele nedorite sunt îndepărtate folosind măști și iradiere de mare intensitate. Când zonele iradiate sunt îndepărtate, zonele de dioxid de siliciu se vor deschide dedesubt, care este îndepărtată prin gravare. După aceea, materialul fotorezistiv este de asemenea îndepărtat și obținem o anumită structură pe suprafața de siliciu. Apoi se efectuează procese suplimentare de fotolitografie, cu materiale diferite, până se obține structura tridimensională dorită. Fiecare strat poate fi dopat cu o anumită substanță sau ioni, modificând proprietățile electrice. În fiecare strat sunt create ferestre pentru a aduce apoi conexiuni metalice.

În ceea ce privește producția de substraturi, acestea trebuie tăiate dintr-un singur cilindru monocristal în „clatite” subțiri pentru a fi tăiate cu ușurință în cristale de procesor separate ulterior. Testări sofisticate sunt efectuate la fiecare pas de producție pentru a evalua calitatea. Sondele electrice sunt folosite pentru a testa fiecare cip de pe substrat. În cele din urmă, substratul este tăiat în miezuri individuale, miezurile care nu funcționează sunt imediat eliminate. În funcție de caracteristici, nucleul devine unul sau altul procesor și este închis într-un pachet care facilitează instalarea procesorului pe placa de bază. Toate blocurile funcționale trec prin teste de stres intensive.

1.2 Totul începe cu substraturi

Primul pas în fabricarea procesorului se face într-o cameră curată. Apropo, este important de menționat că o astfel de producție tehnologică este o acumulare de capital uriaș pe metru pătrat. Construcția unei fabrici moderne, cu toate echipamentele, „zboară” cu ușurință 2-3 miliarde de dolari și este nevoie de câteva luni pentru a testa noile tehnologii. Numai atunci planta poate produce în masă procesoare.

În general, procesul de fabricare a cipurilor constă din mai multe etape de prelucrare a substratului. Aceasta include crearea substraturilor în sine, care în cele din urmă vor fi tăiate în cristale individuale.

1.3 Producția de substrat

Totul începe cu creșterea unui singur cristal, pentru care cristalul de sămânță este încorporat într-o baie de siliciu topit, care se află chiar deasupra punctului de topire al siliciului policristalin. Este important ca cristalele să crească lent (aproximativ o zi) pentru a se asigura că atomii sunt aranjați corect. Siliciul policristalin sau amorf este alcătuit din multe cristale asortate care vor avea ca rezultat structuri de suprafață nedorite cu proprietăți electrice slabe.

Odată ce siliciul este topit, acesta poate fi dopat cu alte substanțe care îi modifică proprietățile electrice. Întregul proces are loc într-o cameră etanșă cu o compoziție specială de aer, astfel încât siliciul să nu se oxideze.

Monocristalul este tăiat în „clătite” folosind un ferăstrău circular cu diamant, care este foarte precis și nu creează nereguli mari pe suprafața substraturilor. Desigur, în acest caz, suprafața substraturilor nu este încă perfect plană, așa că sunt necesare operațiuni suplimentare. Aspectul monocristalului este prezentat în Figura 10.

Figura 10 - Aspectul unui singur cristal.

În primul rând, utilizând plăci de oțel rotative și un material abraziv (cum ar fi oxidul de aluminiu), un strat gros este îndepărtat de pe substraturi (un proces numit lepare). Ca rezultat, sunt eliminate neregulile cu dimensiunea cuprinsă între 0,05 mm și aproximativ 0,002 mm (2.000 nm). Marginile fiecărui substrat ar trebui apoi să fie rotunjite, deoarece marginile ascuțite pot cauza desprinderea straturilor. În continuare, se utilizează procesul de gravare, la utilizarea diferitelor substanțe chimice (acid fluorhidric, acid acetic, acid azotic) suprafața este netezită cu aproximativ 50 de microni. Nu există nicio deteriorare fizică a suprafeței, deoarece întregul proces este complet chimic. Vă permite să eliminați erorile rămase în structura cristalului, drept urmare suprafața va fi aproape de ideală.

Ultimul pas este lustruirea, care netezeste suprafata pana la rugozitate, maxim 3 nm. Lustruirea se face cu un amestec de hidroxid de sodiu si silice granulara.

Astăzi, plachetele cu microprocesor au un diametru de 200 sau 300 mm, permițând producătorilor de cipuri să obțină multe procesoare de la fiecare wafer. Următorul pas va fi substraturi de 450 mm, dar înainte de 2013 nu ar trebui să fie așteptate. În general, cu cât diametrul plachetei este mai mare, cu atât se pot produce mai multe cipuri de aceeași dimensiune.O napolitană de 300 mm, de exemplu, produce mai mult de două ori mai multe procesoare decât o napolitană de 200 mm.

1.4 Dopaj, difuzie

Am menționat deja dopajul, care se efectuează în timpul creșterii unui singur cristal. Dar dopajul se efectuează atât cu substratul finit, cât și în timpul

timpul proceselor de fotolitografie mai târziu. Acest lucru vă permite să modificați proprietățile electrice ale anumitor regiuni și straturi, și nu întreaga structură a cristalului.

Adăugarea unui dopant poate avea loc prin difuzie. Atomii dopanți umplu spațiul liber din interiorul rețelei cristaline, între structurile de siliciu. În unele cazuri, structura existentă poate fi și dopată. Difuzia se realizează cu ajutorul gazelor (azot și argon) sau cu ajutorul unor solide sau alte surse de dopant.

O altă abordare a dopajului este implantarea ionică, care este foarte utilă în schimbarea proprietăților unui substrat care a fost dopat, deoarece implantarea ionică se efectuează la temperatură obișnuită. Prin urmare, impuritățile existente nu difuzează. Pe substrat poate fi aplicată o mască, ceea ce vă permite să procesați numai anumite zone. Desigur, se poate vorbi mult timp despre implantarea ionică și se poate discuta despre adâncimea de penetrare, activarea aditivă la temperatură ridicată, efectele canalului, pătrunderea în nivelurile de oxid etc., dar acest lucru este în afara scopului articolului nostru. Procedura poate fi repetată de mai multe ori în timpul producției.

1.5 Creați o mască

Pentru a crea secțiuni ale unui circuit integrat, se utilizează procesul de fotolitografie. Deoarece nu este necesară iradierea întregii suprafețe a substratului, este important să folosiți așa-numitele măști, care transmit radiații de mare intensitate doar în anumite zone. Măștile pot fi comparate cu un negativ alb-negru. Circuitele integrate au multe straturi (20 sau mai multe), iar fiecare dintre ele necesită propria sa mască.

O structură subțire de film cromat este aplicată pe suprafața unei plăci de sticlă de cuarț pentru a crea un șablon. În același timp, instrumentele scumpe care folosesc un fascicul de electroni sau un laser scriu datele necesare unui circuit integrat, în urma căruia obținem un model de crom pe suprafața unui substrat de cuarț. Este important de înțeles că fiecare modificare a circuitului integrat duce la necesitatea producerii de noi măști, astfel încât întregul proces de efectuare a modificărilor este foarte costisitor. Aspectul măștii EUV este prezentat în Figura 11.

Figura 11 - Aspectul măștii EUV.

1.6 Fotolitografie

Folosind fotolitografie, se formează o structură pe un substrat de siliciu. Procesul se repetă de mai multe ori până când sunt create mai multe straturi (mai mult de 20). Straturile pot consta din diferite materiale, în plus, trebuie să vă gândiți și la conexiunile cu fire microscopice. Toate straturile pot fi aliate.

Înainte de începerea procesului de fotolitografie, substratul este curățat și încălzit pentru a îndepărta particulele lipicioase și apa. Substratul este apoi acoperit cu dioxid de siliciu folosind un dispozitiv special. Apoi, un agent de lipire este aplicat pe substrat, care asigură că materialul fotorezistent care va fi aplicat în etapa următoare rămâne pe substrat. Materialul fotorezist este aplicat la mijlocul substratului, care apoi începe să se rotească cu viteză mare, astfel încât stratul să fie distribuit uniform pe întreaga suprafață a substratului. Substratul este apoi încălzit din nou. Principiul de funcționare al fotolitografiei este prezentat în Figura 12.

Figura 12 - Principiul de funcționare al fotolitografiei.

Capacul este apoi iradiat prin mască cu un laser cuantic, radiații ultraviolete dure, raze X, fascicule de electroni sau ioni - toate aceste surse de lumină sau energie pot fi folosite. Fasciculele de electroni sunt utilizate în principal pentru măști, raze X și fascicule de ioni în scopuri de cercetare, iar producția industrială de astăzi este dominată de radiații UV dure și lasere cu gaz. Tipurile de surse de expunere acoperite sunt prezentate în Figura 13.

Figura 13 - Tipuri de surse de expunere acoperite.

Radiația UV tare la o lungime de undă de 13,5 nm iradiază materialul fotorezistent pe măsură ce trece prin mască.

Timpul de proiecție și focalizarea sunt foarte importante pentru a obține rezultatul dorit. O focalizare slabă va avea ca rezultat particule suplimentare de material fotorezistent, deoarece unele găuri din mască nu vor fi iradiate corespunzător. Același lucru se va întâmpla dacă timpul de proiecție este prea scurt. Apoi structura fotorezist va fi prea largă, zonele de sub găuri vor fi subexpuse. Pe de altă parte, timpul excesiv de proiecție creează zone prea mari sub găuri și o structură fotorezistentă prea îngustă. De regulă, este foarte consumator de timp și este dificil de ajustat și optimizat procesul. Reglarea nereușită va duce la abateri grave ale conductoarelor de legătură.

O unitate specială de proiecție în trepte mută substratul în poziția dorită. Apoi poate fi proiectată o linie sau o secțiune, cel mai adesea corespunzând unui cip de procesor. Microsetările suplimentare pot face modificări suplimentare. Ei pot depana tehnologia existentă și pot optimiza procesul. Micro-instalațiile funcționează de obicei pe suprafețe mai mici de 1 mp. mm, în timp ce instalațiile convenționale acoperă suprafețe mai mari.

Gravarea și curățarea substratului sunt prezentate în Figura 14.

Figura 14 - Gravarea și curățarea substratului.

Substratul trece apoi la o nouă etapă în care materialul fotorezistent slăbit este îndepărtat, permițând accesul la dioxidul de siliciu. Există procese de gravare umedă și uscată care tratează zonele cu dioxid de siliciu. Procesele umede folosesc compuși chimici, în timp ce procesele uscate folosesc gaz. Un proces separat este eliminarea resturilor de material fotorezistent. Producătorii combină adesea îndepărtarea umedă și uscată, astfel încât materialul fotorezistiv să fie complet îndepărtat. Acest lucru este important deoarece materialul fotorezist este organic și, dacă nu este îndepărtat, poate provoca defecte în substrat.

După gravare și curățare, puteți trece la inspecția substratului, care se întâmplă de obicei la fiecare etapă importantă, sau puteți transfera substratul într-un nou ciclu de fotolitografie.

Testul substratului este prezentat în Figura 15.

Figura 15 - Testarea substratului este prezentată în figură.

Substraturile finite sunt testate pe așa-numitele unități de control al sondei. Ele funcționează cu întregul substrat. Contactele sondei sunt suprapuse pe contactele fiecărui cristal, permițând efectuarea testelor electrice. Software-ul testează toate funcțiile fiecărui nucleu.

Tăierea substratului este prezentată în Figura 16.

Figura 16 - Este prezentată tăierea substratului.

Prin tăierea din substrat se pot obține nuclee individuale. In momentul de fata, instalatiile de control al sondei au identificat deja ce cristale contin erori, astfel incat dupa taiere pot fi separate de cele bune. Anterior, cristalele deteriorate erau marcate fizic, acum acest lucru nu este necesar, toate informațiile sunt stocate într-o singură bază de date.

Miezul funcțional trebuie apoi lipit de pachetul procesorului folosind material adeziv.

Conexiunea prin cablu a substratului este prezentată în Figura 17.

Figura 17. - Conectarea prin cablu a substratului.

Apoi trebuie să faceți conexiuni prin cablu care conectează contactele sau picioarele pachetului și cristalul în sine. Se pot folosi conexiuni din aur, aluminiu sau cupru.

Ambalajul procesorului este prezentat în Figura 18.

Figura 17 - Ambalajul procesorului.

Majoritatea procesoarelor moderne folosesc ambalaje din plastic cu un distribuitor de căldură. De obicei, miezul este învelit în ambalaje din ceramică sau plastic pentru a preveni deteriorarea. Procesoarele moderne sunt echipate cu un așa-numit distribuitor de căldură, care oferă protecție suplimentară pentru cristal, precum și o suprafață mare de contact cu răcitorul.

Ultima etapă presupune testarea procesorului, care are loc la temperaturi ridicate, în conformitate cu specificațiile procesorului. Procesorul este instalat automat în soclul de testare, după care sunt analizate toate funcțiile necesare.

Concluzie

Producția de microprocesoare constă în două etape importante. Primul este în producția de substrat, pe care AMD și Intel o fac în fabricile lor. Aceasta include conferirea de proprietăți conductoare substratului. A doua etapă este testarea substraturilor, asamblarea și ambalarea procesorului. Ultima operație este de obicei efectuată în țări mai puțin costisitoare. Dacă te uiți la procesoarele Intel, vei descoperi că ambalajul a fost făcut în Costa Rica, Malaezia, Filipine etc.

AMD și Intel încearcă acum să producă produse pentru numărul maxim de segmente de piață, de altfel, pe baza sortimentului minim posibil de cristale. Un exemplu perfect este linia de procesoare Intel Core 2 Duo. Există trei procesoare cu nume de cod pentru piețe diferite: Merom pentru aplicații mobile, Conroe pentru versiunea desktop, Woodcrest pentru versiunea server. Toate cele trei procesoare sunt construite pe aceeași bază tehnologică, ceea ce permite producătorului să ia decizii în ultimele etape de producție. Funcțiile pot fi activate sau dezactivate, iar rata actuală de ceas oferă Intel o rată de randament excelentă a cipului. Dacă cererea de procesoare mobile crește pe piață, Intel se poate concentra pe lansarea modelelor Socket 479. Dacă cererea de modele desktop crește, atunci compania va testa, valida și împacheta cipuri pentru Socket 775, în timp ce procesoarele de server sunt împachetate pentru Socket 771. Deci chiar și procesoare cu patru nuclee sunt create: două cristale dual-core sunt instalate într-un singur pachet, așa că obținem patru nuclee.

Bibliografie

1. Muller S. Modernizare și reparare PC, M.: 2003.

2. Asmakov S. Tehnologii pentru crearea unei baze de elemente, Computer-Press, nr. 1, p. 29, 2007.

3. Asmakov S. Noi tehnologii, Computer-Press, Nr. 1, p. 36, 2007.

4. Pakhomov S. Procesoare moderne pentru PC, Computer-Press, nr. 12, p. 22, 2006.

5. Pakhomov S. Soluții bazate pe procesoare Intel Itanium 2, nr. 9, p. 12, 2006.

Recent, în Muzeul Politehnic din Moscova, standul de echipamente informatice a fost serios actualizat - Intel și-a plasat standul acolo, care a fost numit " De la nisip la procesor„De acum înainte, acest stand va deveni parte integrantă a excursiilor școlare, dar sfătuiesc chiar și adulții să nu amâne vizitarea instituției cu mai mult de cinci ani - până în 2016, Intel plănuiește să „modernizeze” serios muzeul pentru a putea intra. primele zece cele mai bune muzee de știință din lume!

Ciclul de prelegeri cu același nume în trei părți a fost programat pentru a coincide cu acest eveniment. Două prelegeri au trecut deja - le puteți găsi conținutul sub tăietură. Ei bine, dacă sunteți interesat de toate acestea, atunci veți avea în continuare timp să participați la a treia prelegere, despre care informații se află la sfârșitul postării.

Nu mi-e rușine să recunosc că cea mai mare parte a acestui text este într-adevăr un rezumat al primei prelegeri care Nikolai Suetin, director de proiecte externe în domeniul cercetării și dezvoltării Intel în Rusia. În cea mai mare parte, a fost vorba despre tehnologiile moderne de semiconductori și despre problemele cu care se confruntă.

Propun să începem să citim lucruri interesante și vom începe chiar cu elementele de bază.

CPU

Din punct de vedere tehnic, un microprocesor modern este realizat sub forma unui singur circuit integrat ultra-mare, format din câteva miliarde de elemente - aceasta este una dintre cele mai complexe structuri create de om. Elementele cheie ale oricărui microprocesor sunt întrerupătoarele discrete - tranzistoarele. Prin blocarea și trecerea curentului electric (pornit-oprit), ele permit circuitelor logice ale computerului să funcționeze în două stări, adică într-un sistem binar. Tranzistoarele sunt măsurate în nanometri. Un nanometru (nm) este o miliardime (10−9) dintr-un metru.
Partea principală a muncii la crearea procesoarelor nu este făcută deloc de oameni, ci de mecanisme robotice - ei sunt cei care trage plăcile de siliciu înainte și înapoi. Ciclul de producție al fiecărei plăci poate fi de până la 2-3 luni.

Mai detaliat (și vizual) despre tehnologia de producție a procesoarelor, vă voi spune, dar deocamdată, destul de pe scurt.

Plăcile sunt într-adevăr făcute din nisip - în ceea ce privește prevalența în scoarța terestră, siliciul ocupă locul al doilea după oxigen. Prin reacții chimice, oxidul de siliciu (SiO 2) este complet purificat, curățând de „murdar”. Pentru microelectronică este nevoie de siliciu monocristal - acesta este obținut dintr-o topitură. Totul începe cu un mic cristal (care este coborât în ​​topitură) - mai târziu se transformă într-un „boule” special de un singur cristal la fel de înalt ca o persoană. In continuare se indeparteaza principalele defectiuni si se taie buleta in discuri cu fire speciale (cu pulbere de diamant) - fiecare disc este prelucrat cu grija pana la o suprafata absolut uniforma si neteda (la nivel atomic). Grosimea fiecărei plăci este de aproximativ 1 mm - doar pentru a nu se rupe sau îndoi, adică pentru a putea fi lucrată confortabil.

Diametrul fiecărei plăci este exact de 300 mm - puțin mai târziu sute sau chiar mii de procesoare vor „crește” pe această zonă. Apropo, Intel, Samsung, Toshiba și TSMC au anunțat deja că dezvoltă echipamente capabile să lucreze cu wafer-uri de 450 mm (mai multe procesoare vor încăpea într-o zonă mai mare, ceea ce înseamnă că prețul fiecăruia va fi mai mic) - trecerea la acestea sunt planificate pentru 2012.

Iată o imagine în secțiune transversală a procesorului:

Deasupra este un capac metalic de protectie, care, pe langa functia de protectie, actioneaza si ca un distribuitor de caldura - il ungem din abundenta cu pasta termica atunci cand instalam racitorul. Sub distribuitorul de căldură se află chiar piesa de siliciu care îndeplinește toate sarcinile utilizatorului. Și mai jos este un substrat special, care este necesar pentru cablarea contactelor (și creșterea zonei „picioarelor”), astfel încât procesorul să poată fi instalat în priza plăcii de bază.

Cipul în sine este format din siliciu, pe care se află până la 9 straturi de metalizare (din cupru) - sunt necesare exact atâtea niveluri încât, conform unei anumite legi, să fie posibilă conectarea tranzistoarelor amplasate pe suprafața siliciului (deoarece pur și simplu este imposibil să faci toate acestea la același nivel). De fapt, aceste straturi acționează ca fire de legătură, doar la o scară mult mai mică; pentru ca „firele” să nu se scurteze între ele, ele sunt separate printr-un strat de oxid (cu o constantă dielectrică scăzută).

După cum am scris mai sus, celula elementară a procesorului este un tranzistor cu efect de câmp. Primele produse semiconductoare au fost din germaniu, iar primele tranzistoare au fost fabricate din acesta. Dar, de îndată ce au început să se producă tranzistori cu efect de câmp (sub poarta căruia există un strat izolator special - o peliculă dielectrică subțire care controlează „pornirea” și „oprirea” tranzistorului), germaniul s-a „stins” imediat. , făcând loc siliciului. În ultimii 40 de ani, dioxidul de siliciu (SiO 2 ) a fost folosit ca material dielectric de poartă principală, datorită capacității de fabricație și capacității de a îmbunătăți sistematic caracteristicile tranzistoarelor pe măsură ce devin mai mici.

Regula de scalare este simplă - prin reducerea dimensiunii tranzistorului, grosimea dielectricului ar trebui să scadă proporțional. De exemplu, în cipurile cu un proces de fabricație de 65 nm, grosimea stratului dielectric de poartă SiO 2 a fost de aproximativ 1,2 nm, ceea ce este echivalent cu cinci straturi atomice. De fapt, aceasta este limita fizică pentru acest material, deoarece, ca urmare a reducerii în continuare a tranzistorului în sine (și, prin urmare, a reducerii stratului de dioxid de siliciu), curentul de scurgere prin dielectricul de poartă crește semnificativ, ceea ce duce la un curent semnificativ. pierderi și generare excesivă de căldură. În acest caz, stratul de dioxid de siliciu încetează să fie un obstacol în calea tunelului cuantic al electronilor, ceea ce face imposibilă controlul stării tranzistorului. În consecință, chiar și cu fabricarea ideală a tuturor tranzistorilor (al căror număr într-un procesor modern ajunge la câteva miliarde), funcționarea incorectă a cel puțin unuia dintre ele înseamnă funcționarea incorectă a întregii logici a procesorului, ceea ce poate duce cu ușurință la dezastru - asta dacă avem în vedere că microprocesoarele controlează funcționarea aproape a tuturor dispozitivelor digitale (de la telefoanele mobile moderne până la sistemele de alimentare cu combustibil al mașinilor).

Procesul de miniaturizare a tranzistorilor nu a fost împotriva legilor fizicii, dar, după cum vedem, nici progresul computerului nu s-a oprit. Aceasta înseamnă că problema cu dielectricul a fost cumva rezolvată. Și la urma urmei, s-au decis cu adevărat - când a trecut la 45 nm, Intel a început să folosească un nou material, așa-numitul dielectric high-k, care a înlocuit stratul nepromițător de subțire de dioxid de siliciu. Stratul pe bază de oxid de hafniu din pământuri rare cu o constantă dielectrică ridicată (20 față de 4 pentru SiO 2) k (high-k) a devenit mai gros, dar acest lucru a făcut posibilă reducerea curentului de scurgere de peste zece ori, menținând în același timp capacitatea de a controla corect și stabil funcționarea tranzistorului. Noul dielectric s-a dovedit a fi slab compatibil cu o poartă de polisiliciu, dar acest lucru nu a devenit un obstacol - pentru a crește viteza, poarta din noile tranzistoare a fost realizată din metal.

Astfel, Intel a devenit prima companie din lume care a produs în masă microprocesoare cu hafniu. Mai mult decât atât, palma aparține încă corporației - până acum nimeni nu poate reproduce această tehnologie, deoarece. O peliculă dielectrică este creată prin pulverizare atomică, cu materialul depus în straturi succesive de doar un atom grosime.
Interesant, după ce ați citit aceste paragrafe, ați avut o idee despre cum sunt proiectate, fabricate și potriviți miliarde de tranzistori într-o zonă atât de mică? Și cum funcționează totul până la urmă și, în același timp, costă bani destul de rezonabili? Am devenit foarte gânditor, deși obișnuiam să consideram toate astea evidente și chiar aveam conștiința să mă gândesc „ Hei, de ce atât de scump? Pentru un singur procesor!»:)

În 1965, unul dintre fondatorii Intel Corporation, Gordon Moore, a înregistrat o observație empirică care a devenit mai târziu celebra lege a numelui său. După ce a prezentat creșterea performanței cipurilor de memorie sub forma unui grafic, el a descoperit un model interesant: noi modele de microcircuite au fost dezvoltate după perioade egale de timp - aproximativ 18-24 de luni - după apariția predecesorilor lor, iar capacitatea microcircuitelor s-a dublat de fiecare dată.

Mai târziu, Gordon Moore a prezis un model, sugerând că numărul de tranzistori din microprocesoare s-ar dubla la fiecare doi ani - de fapt, prin crearea constantă de tehnologii inovatoare, Intel asigură implementarea legii lui Moore de mai bine de 40 de ani.

Numărul de tranzistori continuă să crească, deși dimensiunile procesorului de „ieșire” rămân relativ neschimbate. Din nou, nu există niciun secret - devine clar dacă te uiți la următoarea dependență.

După cum puteți vedea, la fiecare doi ani dimensiunile topologice scad de 0,7 ori. Ca urmare a reducerii dimensiunii tranzistorilor, viteza lor de comutare este mai mare, prețul este mai mic și consumul de energie este mai mic.

În acest moment, Intel lansează procesoare care utilizează tehnologia 32nm. Diferențele tehnice cheie față de tehnologia 45nm:
- Se folosesc 9 nivele de metalizare
- se folosește un dielectric high-k de nouă generație (și oxid de hafniu, dar cu aditivi speciali - stratul rezultat este echivalent cu oxid de siliciu de 0,9 nm)

Crearea unui nou proces tehnologic pentru crearea unei porți metalice a dus la o creștere cu 22% a performanței tuturor tranzistoarelor (comparativ cu 45nm), precum și la cea mai mare densitate a elementului, care necesita cea mai mare densitate de curent.

Productie

Intel produce procesoare în trei țări - Statele Unite, Israel și Irlanda. În acest moment, compania are 4 fabrici pentru producția în masă a procesoarelor folosind tehnologia 32nm. Aceasta este: D1Dși D1Cîn Oregon, Fab 32în Arizona şi Fab 11Xîn New Mexico. Și în amenajarea acestor plante și în munca lor sunt multe lucruri interesante, dar despre asta voi vorbi data viitoare.

Costul unei astfel de plante este de aproximativ 5 miliarde de dolari, iar dacă faceți mai multe plante deodată, atunci suma investiției poate fi înmulțită în siguranță. Dacă luăm în considerare că tehnologia este schimbată la fiecare doi ani, atunci se dovedește că uzina are exact 4 ani pentru a „recaptura” cele 5 miliarde de dolari investite în ea și a obține profit. Din care sugerează concluzia evidentă - economia dictează foarte mult dezvoltarea progresului tehnologic ... dar, în ciuda tuturor acestor cifre uriașe, costul producției unui tranzistor continuă să scadă - acum este mai puțin de o miliardime dintr-un dolar.

Să nu credeți că odată cu trecerea mai multor fabrici la 32nm, totul va fi produs brusc conform acestui proces tehnic - aceleași chipset-uri și alte circuite periferice pur și simplu nu au nevoie de acest lucru - în majoritatea cazurilor folosesc 45nm. Se preconizează că pragul de hotar de 22 nm va fi atins pe deplin anul viitor, iar până în 2013 va fi cel mai probabil 16 nm. Cel puțin anul acesta s-a realizat deja o placă de probă (la 22nm) pe care s-a demonstrat performanța tuturor elementelor necesare pentru ca procesorul să funcționeze.

*actualizat de la* Necesitatea de a reduce grosimea dielectricului de poartă este dictată de formula simplă a unui condensator plat:

Aria porții a tranzistorului scade, iar pentru ca tranzistorul să funcționeze, trebuie menținută capacitatea dielectricului de poartă.
Prin urmare, a fost necesar să se reducă grosimea acestuia, iar când a devenit imposibil, s-a găsit un material cu o constantă dielectrică mai mare.

Când se va sfârși epoca siliciului? Data exactă este încă necunoscută, dar cu siguranță nu este departe. În tehnologia 22nm, cu siguranță se va „lupta”, cel mai probabil va rămâne în 16nm... dar atunci va începe cel mai interesant. Tabelul periodic, în principiu, este destul de mare și există multe dintre care să alegeți) Dar, cel mai probabil, totul se va baza nu numai în chimie. Va fi posibil să se obțină o creștere a eficienței procesorului fie prin reducerea dimensiunilor topologice (aceștia fac asta acum), fie prin utilizarea altor compuși cu mobilitate mai mare a purtătorului - poate arseniura de galiu, poate grafenul „notoriu” și promițător. (apropo, are o mobilitate de sute de ori mai mare decât siliciul). Dar există și probleme aici. Acum tehnologiile sunt concepute pentru prelucrarea plăcilor cu un diametru de 300 mm - cantitatea de arseniură de galiu necesară pentru o astfel de placă pur și simplu nu este în natură, iar grafenul (Cuvântul sugerează cu insistență scrierea „decanter”) de această dimensiune este încă extrem de dificil de fabricație - au învățat cum să o facă, dar există multe defecte, probleme de reproducere, dopaj etc.

Cel mai probabil, următorul pas va fi depunerea de arseniură de galiu monocristalină pe siliciu și apoi grafen. Și, probabil, dezvoltarea microelectronicii va merge nu numai pe calea îmbunătățirii tehnologiilor, ci și pe calea dezvoltării unei logici fundamental noi - la urma urmei, nici acest lucru nu poate fi exclus. Punem pariu, domnilor? ;)

În general, acum există o luptă pentru tehnologie și mobilitate ridicată. Dar un lucru este clar - nu există niciun motiv pentru a opri progresul.

TIC Tac

Procesul de fabricație al procesoarelor constă din două „părți” mari. Pentru primul, trebuie să aveți tehnologia de producție în sine, iar pentru al doilea, aveți nevoie de o înțelegere a CE să fabricați și cum - arhitectura (cum sunt conectate tranzistoarele). Dacă se realizează în același timp atât o nouă arhitectură, cât și o nouă tehnologie, atunci în caz de eșec va fi greu să-i găsești pe „vinovat” - unii vor spune că „arhitecții” sunt de vină, alții că tehnologii. În general, a urma o astfel de strategie este foarte miop.

În Intel, introducerea unei noi tehnologii și arhitecturi este distanțată în timp - o tehnologie este introdusă într-un an (și o arhitectură deja dovedită este produsă conform unei noi tehnologii - dacă ceva nu merge „prost”, atunci tehnologii vor fi a învinovății); iar când va fi elaborată noua tehnologie, arhitecții vor face o nouă arhitectură pentru ea, iar dacă ceva nu funcționează pe tehnologia dovedită, atunci arhitecții vor fi de vină. Această strategie a fost numită „tic-tac”.
Mai clar:

Cu ritmul actual de dezvoltare a tehnologiei, este necesară o sumă fantastică de investiții în cercetare și dezvoltare - anual Intel investește 4-5 miliarde USD în această afacere. O parte din muncă are loc în cadrul companiei, dar multă muncă are loc în afara acesteia. Doar păstrați un întreg laborator în companie ca Laboratoarele Bell(forja laureaților Nobel) în vremea noastră este aproape imposibil.
De regulă, primele idei sunt puse în universități - pentru ca universitățile să știe la ce anume are sens să lucreze (ce tehnologii sunt solicitate și ce vor fi relevante), toate „companiile de semiconductori” au fost reunite într-un consorțiu. După aceea, oferă un fel de foaie de parcurs - vorbește despre toate problemele cu care se va confrunta industria semiconductoarelor în următorii 3-5-7 ani. În teorie, orice companie are dreptul de a merge literalmente la universitate și de a „utiliza” cutare sau cutare dezvoltare inovatoare, dar drepturile asupra acestora, de regulă, rămân la universitatea dezvoltatorului - această abordare se numește „inovații deschise”. Intel nu face excepție și ascultă periodic ideile studenților – după protecție, selecție la nivel de inginerie și testare în condiții reale, ideea are toate șansele să devină o nouă tehnologie.

Iată o listă a centrelor de cercetare din întreaga lume cu care Intel lucrează (cu excepția universităților):

Creșterea productivității duce la fabrici mai scumpe, iar aceasta, la rândul său, duce la selecția naturală. Deci, de exemplu, pentru a se plăti singur în 4 ani, fiecare fabrică Intel trebuie să producă cel puțin 100 de napolitane de lucru pe oră. Pe fiecare wafer sunt mii de cipuri... și dacă faci anumite calcule, va deveni clar că, dacă Intel nu ar avea 80% din piața mondială a procesoarelor, compania pur și simplu nu ar fi capabilă să-și recupereze costurile. Concluzia este că în vremea noastră este destul de scump să ai atât propriul „design” cât și propria producție – cel puțin trebuie să ai o piață uriașă. Rezultatul selecției naturale poate fi văzut mai jos - după cum puteți vedea, cu „designul” și producția lor, tot mai puține companii țin pasul cu progresul tehnologic. Toți ceilalți au trebuit să treacă la modul fabless - de exemplu, nici Apple, nici NVIDIA, nici măcar AMD nu au propriile fabrici și trebuie să folosească serviciile altor companii.

Pe lângă Intel, doar două companii din întreaga lume sunt potențial pregătite pentru tehnologia 22nm - Samsung și TSMC, care au investit peste 1 miliard de dolari în fabricile lor anul trecut. Mai mult, TSMC nu are propria sa divizie de design (doar turnătorie) – de fapt, este doar o forjă high-tech care preia comenzi de la alte companii și de multe ori nici măcar nu știe ce fabrică.

După cum puteți vedea, selecția naturală a avut loc destul de repede - în doar 3 ani. De aici se pot trage două concluzii. Primul este că este puțin probabil să devină un lider în industrie fără propria ta fabrică; al doilea - de fapt, poți reuși fără propria ta fabrică. În general, un computer bun, creier și capacitatea de „desen” vor fi suficiente - pragul de intrare pe piață a scăzut foarte mult și tocmai din acest motiv au apărut o mulțime de „startu-uri”. Cineva vine cu o anumită schemă pentru care există sau este creată artificial o anumită piață - producătorii începători se ridică... PROFIT! Dar pragul pentru piața de turnătorie a crescut mult și va crește doar și mai mult...

Ce s-a mai schimbat în ultimii ani? Dacă vă amintiți, până în 2004 afirmația „cu cât frecvența procesorului este mai mare, cu atât mai bine” era destul de corectă. Începând din 2004-2005, frecvența procesoarelor aproape a încetat să crească, ceea ce este legat de atingerea unui fel de limitări fizice. Acum puteți crește productivitatea datorită multi-core - executând sarcini în paralel. Dar realizarea mai multor nuclee pe un singur cip nu este o problemă mare - este mult mai dificil să le faci să funcționeze corect într-o încărcare. Drept urmare, din acel moment, rolul software-ului a crescut dramatic și importanța profesiei de „programator” va câștiga avânt doar în viitorul apropiat.

În general, rezumând cele de mai sus:
- Legea lui Moore încă se aplică
- Costurile dezvoltării de noi tehnologii și materiale, precum și costurile de întreținere a fabricilor, sunt în creștere
- Productivitatea este, de asemenea, în creștere. Este de așteptat un salt la trecerea la plăci de 450 mm

Ca urmare:
- Separarea companiilor în „fables” și „turnătorie”
- Externalizează cercetarea și dezvoltarea de bază
- Diferențierea prin dezvoltare software

Sfarsit

Ți-a plăcut să citești? Speranţă. Cel puțin, a fost interesant pentru mine să scriu toate acestea și a fost și mai interesant să le ascult... deși la început m-am gândit și „ce vor spune ei la această prelegere”.

Săptămâna trecută, a doua prelegere a avut loc la Muzeul Politehnic din Moscova, care