0,0
рейтинг
21 февраля 2014 в 00:10

Администрирование → Микрон: Чуть детальнее о производстве 65нм микросхем в России

Вчера все отечественные сайты облетела новость о том, что в России Микроном разработана технология производства микросхем по нормам 65нм (или даже «В России выпущены первые 65-нм микросхемы»). Ранее Микрон имел лицензированную у STMicroelectronics технологию 90нм. Попробуем чуть детальнее разобраться, как там обстоят дела.

Микрон на этот раз на удивление опубликовал достаточно много информации. На фотографиях — разметка одного тестового транзистора и фотографии сделанные электронным микроскопом. Под катом — посмотрим, как это можно было сделать и сравним с Intel 65nm.

Сравнение техпроцессов

Микрон опубликовал таблицу с параметрами их техпроцесса. Для сравнения, я добавил техпроцесс Intel 65нм:
Технология Микрон 65нм Микрон 90нм Intel 65нм
Gate length 45нм
На фотографии 54нм
65нм 35-38нм
+SiGe stress
Gate oxide thickness (electrical) 2.2nm (n) / 2.2nm (p) 2.2nm (n) / 2.2nm (p) 1.2nm SiON
Interconnect 9-Cu + 1-Al 7-Cu + 1-Al 8-Cu
Metal 1 pitch 0.18µm 0.24µm 0.21µm
Inter-level dielectric k = 2.9 k = 2.9 k=2.9
M1 pitch (шаг первого уровня металлизации) вызывает некоторое сомнение — по мере уменьшении шага металла M1 менее 0.2-0.3мкм (для 65нм технологии) быстро падает скорость работы микросхемы из-за увеличения RC-константы, потому Intel и не стал его уменьшать менее 0.21-0.22мкм. Очередное напоминание, что именно межсоединения являются основным тормозом прогресса микроэлектроники.

Длина затвора и толщина подзатворного диэлектрика говорит о том, что это LP техпроцесс — с низким потреблением и меньшей скоростью работы. Так что сделать процессор, аналогичный первым Core2Duo на Микроне пока не выйдет, но и для LP техпроцессов есть масса применений.

Количество металлов позволяет реализовывать процессоры любой сложности.

В погоне за 65нм

Как мы помним, разрешение оптической фотолитографии подчиняется критерию Рэлея:


На данный момент самая продвинутая установка фотолитографии на Микроне (сканер ASML PAS/1150C) имеет NA=0.75 и работает на длине волны 193нм. Параметр k — множитель используемых «ухищрений», позволяющих улучшить получаемое разрешение. k для фотолитографии без хитростей — 0.4. В случае Микроновских 90нм — k был уже 0.35. Чтобы с тем же сканером получить честные 65нм, k нужно было бы как-то снизить до 0.25 (т.е. добавить достаточно много хитростей).

Однако учитывая слова из пресс-релиза («были разработаны специальные алгоритмы внесения оптической коррекции фотолитографии»), обычной, классической топологии тестового транзистора (не используя «одномерные» структуры) и длину затвора на фотографии (54нм) — на данный момент похоже просто на текущем оборудовании без дополнительных хитростей сделали транзисторы с затвором меньшего размера для первых тестов (это резко увеличивает процент брака, но для тестовых транзисторов приемлемо) + отработали новые технологические шаги техпроцесса, отличающиеся от 90нм.

Говорят, в Марте 2014 года на Микроне ждут приход нового сканера — и там 65нм получится без дополнительных хитростей, а с хитростями — и более тонкие техпроцессы (45нм, ниже?). Вот тогда, к концу года (а то и в 2015) — и выйдут первые полноценные микросхемы по технологии 65нм. Объем производства ожидается порядка 500 200мм пластин в месяц — это практически гарантирует, что производство получится очень дорогим, и доступным только для государства.

Наконец о возможных хитростях

65нм можно было получить и на текущем оборудовании Микрона. Достаточно вспомнить про то, как Интел в 2007-м сделал 45нм техпроцесс на «сухой» фотолитографии используя сканер с апертурой 0.93 (у Микрона напомню 0.75): критические слои экспонировали в 2 захода: в первый заход экспонировали ряд горизонтальных линий (используя dipole illumination, поляризацию — так можно достичь большего разрешения, но только вдоль одной оси). Затем второй экспозицией нарезали линии на кусочки нужной формы. Результат на фотографии. Собственно, аналогичным образом получается разрешение 32нм.

Этот подход позволяет получить k=0.21, и для Микроновского сканера это позволило бы получить 55нм техпроцесс. Но безусловно объем работ был бы весьма внушительным.

Резюме

  • Говорить о «65нм микросхемах сделанных в России» пока преждевременно — это единичные тестовые транзисторы на существующем оборудовании.
  • Технология LP (бОльшая длина затвора, более толстый подзатворный диэлектрик) — с низким потреблением и меньшей скоростью, ожидать процессоров аналогичных Intel 65nm (первые Core2Duo) не стоит.
  • С новым оборудованием (в первую очередь сканер), которое должно заработать на Микроне в этом году — будут возможна как 65нм технология, так и более тонкие.
  • Из-за очень маленького объема производства (500 пластин в месяц) себестоимость пластины обещает быть довольно высокой, завалить конкурентоспособной гражданской 65нм продукцией рынок не выйдет. Но этого и не требовалось.

Ссылки

Пресс-релиз Микрона
Новость CNews с некоторыми дополнениями
Обзор технологии Intel 65nm
Сравнительная таблица целой кучи технологий
Михаил Сваричевский @BarsMonster
карма
966,7
рейтинг 0,0
Пользователь
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое Администрирование

Комментарии (55)

  • +32
    Тенденция прослеживается. Процессоры Эльбрус, сервера от Rikor

    Ну а теперь и само производство в России ставят — медленно но верно идем вперед!
    • +41
      Теперь осталось ввести заградительные пошлины на импортные микросхемы и вот тогда заживем :)
      • –3
        Это будет последней каплей.
  • +29
    На Микроне до сих пор на 90нм серийное производство запилить не могут, хотя тестовые схемы были года 1.5-2 назад. Так что до серийного производства на 65нм еще очень далеко.

    Но в целом ребята молодцы: для крупного отечественного производства скорость развития довольно высокая, да и интересные проекты иногда появляются. Так держать!
    • –24
      Вся производственно-техническая база есть. Нужен русский Стив Джобс, который привлечет нужные инвестиции и сделает нужный продукт
      • +22
        Одной личности к сожалению недостаточно. Это ведь в первую очередь бизнес — а бизнес должен делать то, что выгодно, а не то, что интересно.

        Бизнес по непосредственному физическому производству микросхем — тяжелый и неблагодарный, требует больших денег на длительный срок под маленькие проценты — а именно с этим в России серьёзные проблемы. Потому как простой бизнес — строительство, розничная торговля, импорт-экспорт, первичная обработка ресурсов — готовы брать деньги под более высокие проценты, и на короткий срок.
        • +3
          Поэтому нужны инвестиции которые не надо по графику возвращать. И идейный человек, который под свои честные и влюбленные в идею глаза соберет млрд $ и создаст это нечто, что задействует у нас все мощности, которые уже вырисовываются.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
        • +5
          И еще нужен потребитель, про которого мы все время забываем.
          • +3
            Про него в России думать не принято — он вообще лишнее звено, которое должно только отдать денег и быстро свалить с тем, что дали.
      • +8
        Мне кажется, что одним Стивом Джобсом тут не обойтись. Производственно-техническая база есть, но не вся. Есть оборудование, есть налаженное производство, но как мне показалось, есть еще существенная проблема с новыми кадрами.

        В отделах разработки я такой проблемы не увидел — там много молодых специалистов, которые хорошо работают, которым нравится работа, которые, по их словам, видят себя и свой рост в этой компании и в отрасли в целом.

        Но в производственных отделах/цехах ситуация сильно отличается. Мой друг работает там технологом на производстве и по его словам довольно большая часть новых молодых сотрудников, грубо говоря «алкоголики и тунеядцы». А самым частым «планом» на работу у тех, кто остается, является «поработаю тут года 2-3, наберу стаж и свалю туда, где много платят». В результате очень высокая текучка молодых специалистов именно на производстве.

        Если учесть перспективу «развития» вузов, которые должны готовить таких специалистов, то новым кадрам вообще браться будет неоткуда.

        P.S.: надеюсь, что я не прав, но у меня сложилось именно такое впечатление
        • 0
          Ну собственно у разработчика есть перспектива покачаться и свалить, а у технолога её нет и инициативы наказуемы ибо не тронь работающую систему…
      • +1
        Скажите пожалуйста, а вот фотошаблоны 90нм уже научились делать, или из Германии возят?
        • 0
          1.5 года назад 180нм шаблоны, да и практически все остальные, разрабатывали на Микроне, а делали в Германии. Сомневаюсь, что что-то изменилось.
          • 0
            Тогда как можно говорить о каком-то производстве, если основа его делается даже не в стране???
            • 0
              Вы так говорите, как будто у всех заводов «все включено».

              Конечно это замедляет производственный процесс, но фотошаблоны не единственный ключевой элемент этой цепочки, поэтому зря вы так драматизируете. Даже если бы шаблоны производились на Микроне или где-то недалеко, все равно при браке или косяках «по-быстрому напильником» ничего не исправить, а большая часть времени уходит скорее на производство шаблонов, нежели на доставку.

              P.S.: около года назад слышал, что где-то у нас делают производство фотошаблонов. Не факт, что там будут хотя бы 65-90 делать, но думаю, что на 180-350 рассчитывать можно
              • +1
                > около года назад слышал, что где-то у нас делают производство фотошаблонов.

                Возможно, вы слышали про www.fotoshablons.ru/ — «Центр коллективного пользования Проектирование и изготовление фотошаблонов»

                Изготовление:«В настоящее время Центр фотошаблонов обеспечивает изготовление стандартных бинарных фотошаблонов уровня до 180 нм по замкнутому технологическому циклу.»

                Twower посещал производство: twower.livejournal.com/1135855.html «На днях довелось побывать в Центре проектирования, каталогизации и производства фотошаблонов в подмосковном Зеленограде… На сегодняшний день у Центра имеется около 60 заказчиков по всей России, из них порядка 20 заказывают шаблоны регулярно, каждый месяц. »
  • +13
    Угадал автора по заголовку!

    Не холивара ради вопрос: есть ли в этом какой-то практический смысл? Когда-то Вы писали, что смысла ставить у нас завод по производству процессоров в принципе нет, а как дела с этим производством? В космической области такое, насколько я понимаю, не ставят (слишком высок риск отказа), для гражданской — Вы сами написали, что дорого. Остается оборонка, которая готова платить в 100 раз дороже, лишь бы… да просто платить, чо, денег все равно дофига. Но это как-то печально получается.

    Но я никого не упрекаю, да. Лучше апргейдить заводы, чем строить многомиллиардные стадионы.
    • +13
      Я не писал, что смысла ставить завод у нас вообще нет — просто в прошлом случались неудачи.

      Практический смысл в 65нм на Микроне конечно есть — сохраняется своё независимое производство, пусть и мелкосерийное. Завод Микрона государству обходится относительно дешево, по сравнению с современными мировыми фабриками.

      В космос — ставят и такое. Там аномальное увеличение рад.стойкости на самых современных техпроцессах.
      Так что да, военным, космос, и ответственные государственные применения.

      А что нужно сделать, чтобы экономически-эффективный гражданский завод построить, кто виноват и что делать — как нибудь напишу.
      • 0
        Я цепляться за слова не буду. Помню, что там была фраза аля: «Риски настолько высоки, что вряд ли кто-то такое будет строить». Но идею я понял.

        Ну мировые фабрики и профита приносят много, как я понимаю. Так что вопрос с «обходятся дешевле» может быть поставлен как «приносят дофига прибыли». В данной же ситуации о прибыли (ну или о каком-то значительном профите) говорить не приходится. И это, черт возьми, очень-очень-очень печально.

        Что же, ждем статью :)
        • +1
          Поддерживаю насчет статьи. Очень интересно узнать «что делать?»
        • +7
          Подозреваю, что данное производство необходимо в первую очередь не для профита, а для обеспечения микросхемами военной промышленности. Использовать продукцию, которую поставляет тебе потенциальный противник — довольно сомнительное решение.
    • +1
      В космической отрасли технологии 65-45 нм сейчас более чем востребованы — и их востребованность будет только расти в обозримом будущем.
  • +3
    Обычно pitch бывает для поликремния и иногда для второго металла,
    первый металл не обязательно располагать в сетке.
    Или вы имеете ввиду pitch = width + spacing?
    • +1
      Да, тут речь идет именно о width+spacing.
  • +1
    А в Калининграде есть производство по 45нм техпроцессу. И они его вроде как массово используют для создания чипов своих телеприставок. На сайтах группы GS по крайней мере так написано.
    • +4
      Там только резка готовых пластин и корпусировка.
    • +2
      Они только засовывают в нужный корпус готовый микроконтроллер.
      • 0
        Хм. Погуглил, и действительно. До этого только сайт завода читал.
    • 0
      А можно поподробнее? Хотя бы слово по которому гуглить.
      • 0
        «калининград завод 45нм»
  • +5
    Слава богу.
    А то плакать хочется от бессилия, когда в Зелике мимо остановленных заводов проезжаю :(
  • 0
    завалить конкурентоспособной гражданской 65нм продукцией рынок не выйдет. Но этого и не требовалось.

    Жалко, мне вот интересно почему у нас массово не делают гражданские схемы? Ведь далеко не везде нужны самые-самые тонкие техпроцессы, ведь есть большое количество электроники, работающей не на частотах в несколько гигагерц, и даже процессоров таких не мало, а про мало-мальски силовые схемы, и радиационную стойкость и говорить не приходится в случае тонких плёнок.
    • +3
      Делают, просто пластины на экспорт идут в целом виде — и продаются под другими торговыми марками зарубежных покупателей.
  • +2
    Из-за очень маленького объема производства (500 пластин в месяц) себестоимость пластины обещает быть довольно высокой, завалить конкурентоспособной гражданской 65нм продукцией рынок не выйдет. Но этого и не требовалось.

    А что требовалось?
    • +3
      Избавить военную технику от импортных комплектующих. Это единственная цель.
  • 0
    >Из-за очень маленького объема производства (500 пластин в месяц) себестоимость пластины обещает быть довольно высокой, завалить конкурентоспособной гражданской 65нм продукцией рынок не выйдет. Но этого и не требовалось.

    Неплохо — тратить 1 млрд$ — а потом «это и не требовалось». 65нм — размер особенный. Там уже трудно обеспечить радиационную стойкость. Военным такие штуки не нужны — им и 90нм хватит. Следовательно — надо развивать гражданское применение — а вот тут и начинается структурная несбалансироанность российской экономики. Где те дизайн-бюро — которые будут проектировать чипы под такой размер (NVIDIA например не имеет своего производства)? И почему им будет выгодна заказывать это на тайванских и ирландских FAB-ах. Особенно — если у них куча сертификатов, свободный доступ к ВТО и вариантам оплаты и растаможки?
    На таких размерах можно было бы делать ARM процессоры, сигнальные процессоры, криптопроцессоры, GPS и пр… Но это уже все есть — и нас там не ждут.
    Вот и выходит — что дорогое производство придется занять какой-нибудь ерундой типа wireless чипов для метрополитена или загранпаспортов — т.е. исключительно государственным непрозрачным монополиям и ведомствам. И чего потом удивляться что стоимость микросхемы на порядки отличается то западных аналогов, и у нас растет стоимость налогов и тарифов…
    • +4
      Никто миллиард Микрону не давал. Все постоянно путают Микрон с Ангстремом-Т. Микрон перебивается намного меньшими деньгами.

      Радстойкость обеспечивается и на 65нм, в целом стойкость к накопленной дозе на тонких нормах растет, а к единичным ошибкам падает. Так что стойкие микросхемы на 65нм можно и нужно делать.

      По гражданским микроэлектронным разработкам в России — да, проблема многогранная.
      • 0
        Кстати, а как там дела у Ангстрема? Оборудование-то, хоть, ввезли какое-нибудь?
        • +1
          Да, активно строят и ввозят. Но финансовые перспективы проекта по прежнему туманны.
    • +1
      На 65 нм нет принципиальных проблем обеспечить радиационную стойкость, а российские военные уже сегодня хотят не то что 65, а вполне себе 28 нм.
  • 0
    У меня вопрос. Помнится были большие проблемы с внедрением 90 нм. Т.е. что делали, но массового производства не было. Были только какие-то опытные вещи. А массово всё делали только 120 нм. Вопрос — Вы не в курсе, сейчас на 90 нм массовое производство работает и когда заработает на 65 нм?
    • +3
      Массовое производство на 90 нм еще не работает, насколько мне известно — но к нему все понемногу движется. 65 нм заработает не в этом и не в следующем году, судя по всему.
      120 нм на Микроне никогда не было и не будет. По 180 и больше есть серийное производство.
      • 0
        Просто, как-то деньги трятся, время идёт, а выхлопа ровно ноль. Как бы с и 65 нм такого не случилось. Получается что все танцы с 90 нм были вообще зря.
        • 0
          Ну это же не булки печь, тут очень длинная цепочка разработки, занимающая 90% времени. Одни десятилетиями изобретают формулы и алгоритмы, вторые по этим алгоритмам пилят софт, третьи под этот софт дизайнят железо, а четвертые учатся его выпускать. Десять лет назад всё стояло и покрывалось советской ещё пылью. Хоть какие-то деньги на те самые алгоритмы стали выделяться как раз где-то около 2004.
          Здесь получилось, что микрон слегка обогнал время, и пока предыдущие стадии неизбежно срывали сроки — они начали допиливать 90нм оборудование до 65нм. Так и получается, что десятки тысяч очень умных людей работают десяток лет, а выхлопа формально не видно.

          Главное, чтобы мы этот выхлоп увидели только в постах зелёного кота о мирном космосе, ну и может ещё в одобренных первым отделом съемках испытаний на ютубе.
        • 0
          Думаю, что в итоге на «Микроне» будет и 90 нм, и 65. И для того, и для другого есть достаточно применений, особенно с учетом того, что (насколько я понимаю), 90 нм делают под 200 мм пластины, а 65 нм — с прицелом на 300 мм.
          • +1
            200мм там везде. Прицеливаться на 300мм бесполезно, если лишнего миллиарда нет :-)
  • +1
    А что значит «Количество металлов позволяет реализовывать процессоры любой сложности.»?
    • +2
      Имеется ввиду, что с обещаемыми 9-ю слоями металлических соединений можно не стесняясь реализовать цифровую логику любой сложности без дополнительного снижения производительности, Интел вон в 8 слоев справился. Раньше (еще до 180нм) это могло быть проблемой (когда металлов было 1-2).
    • +2
      К посту BarsMonster стоит добавить, что 180 нм процесс «Микрона» довольно долго обходился четырьмя металлами, что создавало значительные сложности в реализации на нем микропроцессоров.
  • –1
    Хозяйке на заметку: как увеличить k и улучшить разрешение литографии — иммерсионная литография.
  • 0
    Простите за невежество, но 65 нм это много или мало? Я имею ввиду практическое применение.
    • +1
      По сравнению с тем, что было у нас 5 лет назад- большой прорыв. По сравнению с западом — поддерживается отставание в ~10 лет.
  • 0
    Что-то за год новостей нету по Эльбрусу-4С. Начал производится или нет? Невоенный покупатель может купить проц с мамкой хоть за какие угодно деньги?
    • 0
      Эльбрус-4С — на буржуйской фабрике по 65нм, Эльбрус-2СМ — на Микроне на 90нм LP (частота снижена до 300 МГц), таки начал производится говорят.

      Но не купить еще долго. Все упирается в секретность, поддержку и незаинтересованность коммерческого продвижения.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.