Intel: Moorin lakien noudattaminen tulee haasteeksi

Intel edistä Mooren lakia lähitulevaisuudessa, mutta pysyminen sen kanssa on yhä haastavampaa, kun siruympäristöt kutistuvat yrityksen johtajan mukaan.

Mooren laki perustuu teoriaan, jonka mukaan transistorien määrä, joka voidaan sijoittaa piihin, kaksinkertaistuu joka toinen vuosi, mikä lisää piirteitä siruihin ja nopeuttaa tehoa. Käyttämällä Moorin lakia perustana, Intel on vuosikymmeniä lisännyt transistoreita vähentäen samalla sirun kokoa ja kustannuksia.

Intel

Mutta kun pelimerkit pienenevät, ylläpitäminen Mooren lain kanssa on ehkä vaikeampaa tänään kuin aiemmin, sanoo William Holt, joka kertoo, että älypuhelimet, tabletit ja tietokoneet ovat nopeampia ja tehokkaampia.

"Olemme lähentyneet loppua kuin olimme viisi vuotta sitten, mutta tietenkin, mutta meillä ei ole mitään hyötyä. olemme siinä vaiheessa, että voimme realistisesti ennakoida tämän päämäärän, emme usko niin. Luotamme siihen, että aiomme edelleen tarjota perusrakenteita, jotka mahdollistavat elektronisten laitteiden parannukset ", Holt sanoi. alan kyky skaalata sirut kokonaan on "ollut jokaisen mielessä vuosikymmenien ajan", Holt sanoi mutta hylkäsi huomautukset ja alan johtajat, että Mooren laki oli kuollut. Jotkut ennustukset lakiin olivat lyhytnäköisiä, ja paradigma jatkuu myös silloin, kun Intel laskee sirujen koon, Holt sanoi.

Intel

"En ole täällä kerrottavaa, että tiedän, mitä tapahtuu 10 vuotta sitten, tämä on paljon liian monimutkainen tila, ainakin seuraavien sukupolvien ajan, emme usko, ettemme näe loppua ", Holt sanoi puhuessaan valmistusprosessien sukupolvista.

Mooren laki oli ensimmäinen jonka vuonna 1965 perustettu Gordon Moore perusti Intelin vuonna 1968 ja lopulta tuli toimitusjohtajaksi vuonna 1975. Vuonna 1965 julkaistussa elektronisessa lehdessä julkaistussa lakikirjassa keskityttiin transistorin kustannuksiin liittyvästä taloustieteestä, joka tulee

"Se, että nyt, kun katsomme tulevaisuutta, Mooren lain taloustieteitä, on suurella stressillä, on todennäköisesti tarkoituksenmukaista, koska se on pohjimmiltaan mitä toimitat. "Holt sanoi.

Mutta Holt sanoi, että valmistus pienempiä siruja, joilla on enemmän ominaisuuksia, tulee haaste, sillä pelimerkit voivat olla herkempiä "laajemmalle virheelle". Herkkyydet ja pienet vaihtelut lisääntyvät ja paljon huomiota yksityiskohtiin vaaditaan.

"Kun teemme asioita pienemmiksi, pyrkimys siihen, että ne todella toimivat, on yhä vaikeampaa", Holt sanoi. "On vain muutamia vaiheita ja jokainen näistä vaiheista vaatii lisäponnisteluja optimoimiseksi."

Kompensoimalla haasteita skaalauksessa Intel on hyödyntänyt uusia työkaluja ja innovaatioita.

"Mikä on tullut ratkaisu tähän on innovaatio, ei vain yksinkertainen skaalaus, koska se oli ensimmäisten 20 vuoden aikana tai niin, mutta joka kerta nyt läpi uuden sukupolven, sinun on tehtävä jotain tai lisättävä jotain, jotta skaalaus tai parannus jatkuu ", Holt sanoi.

Intel

Intelilla on tällä hetkellä alan edistyksellisin tuotantotekniikka ja se on ensimmäinen toteuttamaan monia uusia tehtaita. Intel lisäsi kireällä piillä 90 nanometrin ja 65 nanometrin prosesseja, jotka paransivat transistorien suorituskykyä ja lisättiin sitten 45-nm- ja 32-nm-prosesseihin lisättyä hila-oksidimateriaalia - jota kutsutaan myös high-k-metallisillaksi.

Intel muutti transistorirakennetta 3D-muotoon 22 nm: n prosessiin jatkaakseen sirujen pienentämistä. Viimeisimmät 22-nm: n sirut ovat transistoreja asetettu päällekkäin, antaen sille 3D-mallin, eikä vierekkäin, kuten aiemmissa valmistusmenetelmissä.

Intel on aiemmin tehnyt siruja itselleen, mutta viimeisten kahden vuoden aikana on avannut tuotantolaitoksensa sirujen rajoittamiseksi Alteralle, Achronixille, Tabulalle ja Netronomelle. Viime viikolla Intel nimitti toimitusjohtajan entisen valmistusjohtajan Brian Krzanichin lähettämällä signaalin siitä, että se voi yrittää kaupallistaa tehtaansa tekemällä suurempia siru-sopimuksia. Applen nimi on kierretty yhdeksi Intelin mahdollisista asiakkaista.

Intelille valmistustehokkuus korreloi myös yrityksen markkinoiden tarpeiden kanssa. Tietokonemarkkinoiden heikkenemisen myötä Intel on tehnyt tehokkaimmista Atom-siruista tabletteja ja älypuhelimia, jotka perustuvat uusimpaan tuotantoteknologiaan. Intelin odotetaan alkavan toimittaa Atom-siruja, jotka on tehty 22-prosenttisella prosessilla myöhemmin tänä vuonna, minkä seurauksena seuraa 14-prosenttisen prosessin avulla ensi vuonna.

Intel tällä viikolla esitti tulevat 22 nanometrin Atom-sirut, jotka perustuvat uuteen arkkitehtuuri nimeltä Silvermont on jopa kolme kertaa nopeampi ja viisi kertaa tehokkaampi kuin edeltäjiä käyttäen vanhemman 32-nm-prosessin avulla. Atom-sirut ovat Bay Trail, jota käytetään tabletteina myöhemmin tänä vuonna; Avoton palvelimille; ja Merrifield, ensi vuonna, älypuhelimille. Intel yrittää päästä kiinni ARM: stä, jonka prosessoreja käytetään useimmissa älypuhelimissa ja tablet-laitteissa.

Chip-koon pienentämisprosessi vaatii paljon ideoita, joista monet ovat muotoutumassa yliopistotutkimuksessa, jota rahoittavat sirunvalmistajat ja puolijohdeteollisuuden yhdistykset, Holt sanoi. Jotkut ajatuksista kiertävät uusia transistorirakenteita ja myös materiaaleja perinteisen piin korvaamiseksi.

"Strain on yksi esimerkki, jota teimme aikaisemmin, mutta silikonin sijasta germanium piilevän sijasta on varmasti mahdollisuus, jota tutkitaan., menossa III-V materiaali tarjoaa etuja ", Holt sanoi. "Ja sitten on olemassa uusia laitteita, joita arvioidaan ja integraatiotyyppejä."

III-V-materiaalien perhe sisältää galliumansenidiä.

Tutkimus on käynnissä myös IBM: n kaltaisissa yrityksissä, jotka tutkivat

Yhdysvaltain hallituksen kansallinen tiedesäätiö on johtoasemassa "Tiede ja tekniikka Mooren lain takana" ja rahoittaa tutkimusta nanoteknologiasta, monikärrysiruista ja kehittyvistä tekniikoista, kuten kvantti

Intel

Joskus, ei välittömien muutosten tekeminen on hyvä idea, Holt sanoi osoittaen Intelin vuoden 1 siirtymän kupariliitäntään 180 nm: n prosessissa. Intel oli myöhäinen kupari-kupari, jota Holt sanoi oikeana päätökseen tuona aikana.

"Kyseiset laitteet eivät olleet riittävän kypsät siinä vaiheessa, ihmiset, jotka muuttoivat [aikaisin] kamppailivat voimakkaasti", Holt sanoi, että Intel teki myös myöhäisen siirtymisen upotus litografiaan, joka säästää yrityksen miljoonia Yhdysvaltain dollareita.

Kun Intel siirtyi upotuslithografialle, siirtyminen oli sujuvaa ja varhaiset adoptoijat kamppailivat.

Seuraava suuri liike siruvalmistajille on 450 mm: n kiekkoja, mikä mahdollistaa enemmän siruja tehtaissa edullisemmin. Intel viime vuoden heinäkuussa investoi 2,1 miljardia dollaria ASML-työkalun valmistajaan, joka mahdollistaa pienten piirejä ja suurempia kiekkoja. Intelin johdon jälkeen TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.) ja Samsung investoivat myös ASML: ään. Jotkut TSMC: n asiakkaista ovat Qualcomm ja Nvidia, jotka suunnittelevat sirut ARM-prosessoreihin perustuen.

Intelin ASML-investointi oli sidoksissa myös EUV: n (äärimmäisen ultravioletti) tekniikan käyttöönoton välineiden kehittämiseen, mikä mahdollistaa useamman transistorin piitä. EUV lyhentää aaltopituusaluetta, joka vaaditaan piirikytkentöjen siirtämiseksi piilillä käyttäen naamioita. Tämä mahdollistaa hienompien kuvien luomisen kiekkeilla, ja sirut voivat kuljettaa enemmän transistoreita. Tekniikka nähdään ratkaisevan tärkeänä Mooren lain jatkumiselle.

Holt ei voinut ennustaa, milloin Intel siirtyisi 450 millimetrin kiekkojen päälle ja toivoi, että se tulee vuosikymmenen loppuun. EUV on osoittautunut haasteelliseksi, hän totesi, ja totesi, että on olemassa teknisiä ongelmia, jotka on tehtävä ennen kuin se toteutetaan.

Kuitenkin Holt oli vakuuttunut siitä, että Intel kykenee laskeutumaan alaspäin ja pysymään kilpailevien kilpailijoiden, kuten TSMC: n ja GlobalFoundriesin, kanssa, jotka yrittävät saavuttaa valmistuksen 3D-transistoreiden toteuttamisella niiden 16- ja 14-nm-prosesseissa. vuosi. Mutta Intel on siirtymässä toisen sukupolven 3D-transistoreihin ja toisin kuin sen kilpailijat, myös kutistuu transistori, joka antaa sille valmistusedun.

Kun puhutaan Intelin kilpailijoista, Holt sanoi: "Koska ne ovat olleet melko rehellisiä ja avoimia ovat tauottamaan alueen skaalausta, he eivät kokeneet kustannussäästöjä. Meillä on edelleen huomattava reuna transistorin suorituskyvyssä. "