अर्धचालक उद्योग: तकनीकी प्रक्रियाओं में संक्रमण 10, 7, 6 और 5 एनएम

ऑस्टिन (यूएसए) में सैमसंग सेमीकंडक्टर फैक्टरी

14 एनएम से 10 एनएम तक संक्रमण इतिहास में ट्रांजिस्टर घनत्व में सबसे बड़ा तकनीकी छलांग होगा। घनत्व तुरंत 2.7 गुना बढ़ जाता है। इस प्रकार, मूर का कानून आने वाले वर्षों तक लागू रहेगा। आनंदटेक प्रकाशन ने 10, 7, 6 और 5 एनएम की तकनीकी प्रक्रियाओं के साथ नई पीढ़ी के संयंत्रों के निर्माण के लिए विभिन्न कंपनियों की योजनाओं के बारे में जानकारी एकत्र की है ।





यह पहले ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक ट्रांजिस्टर के आकार से ट्रांजिस्टर के घनत्व को मापना पूरी तरह से सही मीट्रिक नहीं है। उदाहरण के लिए, इंटेल का अनुमान है कि इसकी 14nm "अन्य कंपनियों" के 14nm की तुलना में 23% अधिक ट्रांजिस्टर को समायोजित कर सकती है। इस तरह के अंतर का गठन एक छोटे तर्क सेल ऊंचाई, फाटकों के बीच एक छोटी दूरी और एक छोटे रिब रिक्ति (तालिका देखें) के कारण होता है।



उदाहरण के लिए, इंटेल पर गेट पिच (गेट पिच, आसन्न ट्रांजिस्टर के फाटकों के बीच की दूरी, जिसमें स्वयं गेट्स की चौड़ाई भी शामिल है) अन्य निर्माताओं की तुलना में मौलिक रूप से छोटा है। 22-नैनोमीटर प्रक्रिया प्रौद्योगिकी पर, यह लगभग 14/16 एनएम पर प्रतियोगियों के समान था।



इंटरकनेक्ट पिच (इंटरकनेक्ट पिच, इन-सर्किट कनेक्शन की परतों के बीच की न्यूनतम दूरी) के संदर्भ में, इंटेल को इस तरह के कार्डिनल लाभ नहीं है, लेकिन अभी भी प्रतियोगियों अभी तक उस आंकड़े के करीब नहीं आए हैं जो इंटेल 14 एनएम पर पहले से ही पहुंच गया था।



इस प्रकार, "अन्य कारखाने" तीन साल की देरी के साथ ट्रांजिस्टर के "इंटेल" घनत्व तक पहुंच गए: इसके लिए उन्हें इंटेल की 14 एनएम के बराबर 10 एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी को लागू करने की आवश्यकता है, और फिर नेता खुद बहुत आगे निकल जाएंगे। कम से कम, इंटेल के पास ऐसी योजनाएं हैं।



यह भी दिलचस्प है कि इंटेल की वर्तमान कई गुना बेहतर 14 एनएम ++ तीसरी पीढ़ी की तकनीक पहले 10 एनएम चिप्स से बेहतर होगी। कंपनी खुद इसे पहचानती है। कुछ भी नहीं किया जाना है - नई प्रौद्योगिकियों को अभी भी परीक्षण और परीक्षण करने की आवश्यकता है। अर्थात्, हम 2020 के आसपास कहीं 14 एनएम ++ प्रौद्योगिकी के वास्तविक सुधार की प्रतीक्षा कर सकते हैं, और हम केवल इंटेल के लिए आशा कर सकते हैं, क्योंकि 10 और 7 एनएम (फिर से, हम दोहराते हैं, की घोषणा की योजनाओं के बावजूद, प्रतियोगी तकनीकी रूप से पीछे हैं) इंटेल के शब्द, लेकिन वास्तव में प्रतियोगियों की तकनीकी खराबी और क्या यह मौजूद है अज्ञात है)।



वास्तव में, ट्रांजिस्टर के घनत्व पर वास्तव में विचार करना अधिक सही होगा: ट्रांजिस्टर की संख्या से माइक्रोक्रेसी के क्षेत्र को विभाजित करना। लेकिन यह कैसे करना है अगर कारखानों ने खुद अभी तक काम करना शुरू नहीं किया है। कंपनियों की योजनाओं का विश्लेषण करके, निर्माण अवधि की एक-दूसरे के साथ तुलना करना संभव है, एक ही कंपनी के लिए एक ही तकनीकी प्रक्रिया दर को दूसरे के लिए समान पैरामीटर के साथ बराबर करना: 14 एनएम से 14 एनएम, 10 एनएम से 10 एनएम, आदि।

आनंदटेक ने सेमीकंडक्टर उद्योग के सभी प्रमुख खिलाड़ियों से जानकारी एकत्र की है जो उत्पादन और आधुनिक कारखानों के निर्माण में निवेश करने की योजना बना रहे हैं। ये ग्लोबलफ़ाउंड्रीज़ (यूएसए), इंटेल (यूएसए), सैमसंग (दक्षिण कोरिया), सेमीकंडक्टर मैन्युफैक्चरिंग इंटरनेशनल कॉर्पोरेशन (एसएमआईसी, चीन), ताइवान सेमीकंडक्टर मैन्युफैक्चरिंग कंपनी (टीएसएमसी, ताइवान) और यूनाइटेड माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक (यूएमसी, ताइवान) हैं। आने वाले वर्षों के लिए उनकी योजनाओं को निम्नलिखित तालिका में संक्षेपित किया जा सकता है।



जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, GlobalFoundries आने वाले वर्ष के लिए 14LPP विनिर्माण प्रक्रिया का निर्माण जारी रखेगी, लेकिन 2018 के अंत तक यह 7 एनएम चिप्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू करने जा रही है। बड़े पैमाने पर उत्पादन की शुरुआत और तैयार उत्पादों की बिक्री की शुरुआत एक ही बात नहीं है। 4-7 महीने के लिए इन दो घटनाओं को अलग किया जा सकता है। सबसे पहले, ग्लोबलफ़ाउंड्रीज़ का इरादा गहरी अल्ट्रावॉयलेट (डीप अल्ट्रा वायलेट, डीयूवी) के साथ पारंपरिक लिथोग्राफी का उपयोग करना है, जो कि 193 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश स्रोतों का उपयोग करता है, और फिर लगभग 20 गुना कम तरंग दैर्ध्य के साथ उन्नत ईयूवी तकनीक (चरम चरम वायलेट) पर स्विच करेगा। ऐसे पैमानों पर, तरंग दैर्ध्य लगभग कई दसियों परमाणु होते हैं, इसलिए यूरोपीय संघ सेमीकंडक्टर उद्योग में मौलिक रूप से नए अवसरों को खोलता है।

इंटेल इस साल मोबाइल उपकरणों के लिए 10 एनएम चिप्स जारी करना शुरू कर देगा, हालांकि डेस्कटॉप प्रोसेसर 14 एनएम पर रहेगा। वर्ष के अंत में, 14 एनएम ++ की तीसरी पीढ़ी में उत्पादन स्थापित करने की योजना है। इंटेल यूरोपीय संघ के अनुसंधान में निवेश करने वाले पहले लोगों में से एक है, लेकिन इस तकनीक के उपयोग के बारे में उसने अभी तक कोई विशेष बयान नहीं दिया है। यह समझा जाता है कि इंटेल 5 एनएम तक ईयूवी का उपयोग नहीं करेगा।

10 एनएम की शुरूआत के बाद, TSMC जल्दी से 7 एनएम पर स्विच करने की योजना बना रहा है, जबकि इसके विपरीत, सैमसंग 2019 तक 10 एनएम चिप्स जारी करने जा रहा है। ट्रांजिस्टर का घनत्व न केवल उनके आकार पर निर्भर करता है, बल्कि प्रौद्योगिकी की पूर्णता पर भी निर्भर करता है। सैमसंग के 10nm को TSMC से लगभग 7nm के समान घनत्व प्रदान करने की संभावना है। यहां की स्थिति इंटेल की तकनीकी श्रेष्ठता के समान है।

सैमसंग की योजना है कि 2019-2020 में सीएल 7 एफएफ + ट्रांजिस्टर का उत्पादन करने के लिए ईयूवी अगली पीढ़ी की लिथोग्राफी पेश करे।

ईयूवी के कई प्रयोग किए जा रहे हैं, लेकिन किसी को अभी भी यह पता नहीं है कि यह उन्नत तकनीक सवारी कर पाएगी या नहीं। अब तक तालिका में EUV के बारे में कंपनियों की सभी योजनाओं को "इच्छाओं" के रूप में अधिक माना जा सकता है।