PCTuning Článek

Uvízli jsme v silikonu: Kam dál?

Michal Rybka
Michal Rybka
8. 5. 2021 03:00 49 Sdílej:

Seznam kapitol

1. Temná stránka světla 2. Výtěžnost 3. Teplo a chlad 4. Mnoho možností, žádná na spadnutí 5. Předzvěst éry serverů?

Moorův zákon už řadu let neplatí – a principiálně nové technologie využívající zcela nové materiály nepřicházejí. Stále obtížnější výroba pokročilé křemíkové litografie není jen problém Intelu – k limitům technologie se blíží úplně všichni.

Reklama
Reklama

Zatím se ale dařilo zmenšovat litografický proces, což je pro růst hustoty prvků zásadní: Pokud zmenšíme velikost prvků dvakrát, lze jich na čip umístit čtyřikrát tolik. Dnes představuje špičkovou litografii 5 nanometrů, příští rok by se mohla objevit litografie 3nm a za dva roky 2nm. Ta už existuje, před několika dny ji představilo IBM.

Fotolitografie má své limity dané vlnovou délkou použitého ultrafialového světla a také difrakčním limitem, protože optika není schopná neomezeně přesně vykreslovat obraz struktur na čipu, jsou neostré. Většina odborných textů, pojednávajících limity EUV (Extreme Ultraviolet Litography) je bohužel placená, ale pokud jsem pochopil podstatu problémů správně, je pes zakopaný v tom, že se snižující se vlnovou délkou použitého světla radikálně rostou náklady na technologii. U 3nm a 2nm procesů existují pochybnosti o tom, zda se investice do nových procesů vůbec vyplatí.

Když se podíváte na Die Per Wafer Caculator, vychází vám, že se vždy vyplatí menší proces, protože z waferu dostanete více čipů. Pak vstupují do hry faktory jako chyby, které na waferu vznikají, z nichž některé už mohou mít statistický charakter: Nějaké místo prostě není ozářeno dostatečným počtem fotonů, a tak tam vznikne defekt. Zatím představovala limit hlavně kvalita optiky, ale struktury jsou už tak malé, že se tam začínají projevovat i tak bizarní jevy.

Problém je v tom, že mimo samotné litografie se do nákladů na výrobu čipu započítávají i věci typu zapouzdření a propojení čipu s konektory, což způsobuje, že se u jednodušších čipů vyšší integrace prostě nemusí vyplatit. K tomu přidejme fakt, že se faby pokoušejí vytěžovat všechny dostupné výrobní procesy a nechávají ty starší dojíždět na méně náročné (a méně výnosné) čipy.

Výrobci se pokoušejí vylepšovat litografické procesy dalšími inovacemi, jako je výpočetní litografie (computational lithography), která se prosadila v roce 2008 s příchodem 22 nm procesu. Jde o simulační proces, který dovoluje optimalizaci výroby i struktur – dovoluje například vytvářet masky, které využívají interferenčních vzorů pro to, aby dokázaly vytvořit jemnější struktury, počítat, co se přesně děje se světlem během osvěcování masky, vzít v úvahu i polarizaci zdroje světla a navrhovat struktury tak, aby se minimalizovala pravděpodobnost defektu.

Výpočetní litografie je extrémně náročná a optimalizace masek pro výrobu vyžaduje hodně výpočetního času. I to je důvod, proč se držet i starších procesů s větší velikostí hradel – tam se podobné jevy tak výrazně neprojevují.

Předchozí
Další
Reklama
Reklama

Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.

Reklama
Reklama

Byl detekován AdBlock

PCTuning je komunitní web, jehož hlavním příjmem je reklama. Zvažte prosím vypnutí AdBlocku, ať můžeme všem čtenářům i nadále přinášet kvalitní herní zpravodajství, články a videa.

Děkujeme!

Váš tým PCTuning