אינטל השלימה את פיתוח התהליך לייצור שבבים ב-10 ננומטר

2 אפריל, 2017

גודל ההישג: 100.8 מיליון טרנזיסטורים במ"מ מרובע. שבבי 10 ננומטר החדשים ייוצרו בקרית-גת. אינטל: "חוק מור חי וקיים". מתחילה להיערך לייצור שבבים בגיאומטריה של 7 ננומטר

Share via Whatsapp

[בתמונה למעלה: מנהל קבוצת הייצור והטכנולוגיה באינטל, מרק בוהר]

חברת אינטל (Intel) השלימה את פיתוח תהליך הייצור של שבבים בגיאומטריה של 10 ננומטר, ומתכננת להתחיל בייצור המוני כבר במחצית השנייה של שנת 2017. טכנולוגיית הייצור שלה נחשפה במסגרת יום הייצור (Technology and Manufacturing Day) שהיא קיימה באמצע השבוע בסן-פרנסיסקו. להערכת Techtime, הייצור יתחיל במפעל של אינטל בקרית גת. עם הצגת הטכנולוגיה החדשה הכריזה אינטל שהיא הצליחה להוכיח שחוק מור לא מת, ועדיין מגדיר את קצב ההתפתחות של תעשיית השבבים. גורדון מור, ממייסדי חברת אינטל, אמר שמספר הטרנזיסטורים והנגדים בשבב יוכפל בכל 24 חודשים.

חוק מור עדיין בתוקף

פחות או יותר, התעשייה שמרה על הנוסחה הזו: במעבר מ-45 ננומטר ל-32 ננומטר הוכפל מספר הטרנזיסטורים פי 2.3, אחר-כך הוא הוכפל פי 2.1 במעבר ל-22 ננומטר, והוכפל שוב פי 2.5 במעבר ל-14 ננומטר. אומנם נדרשו לאינטל שלוש שנים כדי להציג את טכנולוגיית 10 ננומטר, אבל היא הצליחה להכפיל פי 2.7 את מספר הטרנזיסטורים בשבב.

במספרים מוחלטים: הטכנולוגיה החדשה מאפשרת לייצר שבבים הכוללים 100.8 מיליון טרנזיסטורים במ"מ מרובע, בהשוואה ל-37.5 מיליון טרנזיסטורים בתהליך הנוכחי של 14 ננומטר. אינטל הצליחה לעמוד ביעד בזכות העובדה שפיתחה תהליך ייצור טרנזיסטורים שהוא כמעט חדש לגמרי. תהליך הנוגע לכל מרכיבי הטרנזיסטור ולא רק להקטנת גודל הצומת שבתוכו.

סנפירים חדשים לטרנזיסטור

כך למשל, התהליך החדש הוא של ייצור טרנזיסטורים מסוג FinFET המשמשים כטרנזיסטור הייצור הסטנדרטי של אינטל מאז שהחלה בייצור בתהליך של 22 ננומטר. בטרנזיסטור הזה הצומת בנוי למעשה משני צמתים בתצורה תלת-מימדית (הקרויים סנפירים – Fins באנגלית). הדבר מגדיל את קיבולת המטען שלהם ומשפר את הביצועים למרות ההקטנה במימדים. בטכניקת הייצור החדש של 10 ננומטר, אינטל הצליחה לייצר סנפירים דקים יותר, צפופים יותר בכ-25% וארוכים יותר בכ-25% מאשר בתהליך של 14 ננומטר. במקביל, היא הצליחה לצמצם את המרחק בין המוליכים החשמליים המתחברים ליציאות הטרנזיסטור (source, gate, drain) ל-36 ננומטר ואת המרחק בין כל שני שערים שכנים (מדד לצפיפות הטרנזיסטורים) ל-54 ננומטר.

שיפור בתהליך הייצור של הסנפירים בטרנזיסטורי FinFET

אינטל מבקשת שיטת מדידה חדשה

חלק מההצלחה הזו קשור לעובדה שהיא פיתחה מבנה חדש בשם Contact over Active Gate. מדובר במיקום של החיבור החשמלי אל השער של הטרנזיסטור (המרכיב הקובע האם הטרנזיסטור נמצא במצב של הולכה או במצב של נתק). בתהליך הקודם, החיבור החשמלי נעשה בצד הטרנזיסטור ולכן השטח הכולל שנדרש לכל יחידה גדול משטח הטרנזיסטור נטו. בשיטה החדשה, המוליך מתחבר ישירות לטרנזיסטור ומספק חיסכון של 10% בשטח הסיליקון הכולל הדרוש לכל טרנזיסטור בשבב.

לאור כל השינויים האלה, טען מנהל קבוצת הייצור והטכנולוגיה באינטל, מרק בוהר, שהתעשייה בודקת כיום בצורה שגויה את תהליכי המיזעור שלה. "לתעשייה היה ברור שכדי להכפיל את מספר הטרנזיסטורים, גודל הצומת בכל שלב צריך להיות בגודל של 0.7 מהשלב הקודם. לאחרונה חלק מהחברות נטשו את הנוסחא הזו והחלו לטעון שהן ביצעו מיזעור, למרות שלא היתה הכפלה במספר הטרנזיסטורים. התוצאה היא שגודל הצומת הפסיק להיות מדד לתקפותו של חוק מור".

בוהר מציע לגבש נוסחה חדשה, המתייחסת לגורמים שונים, הכוללים גם מהו גדלו של תא לוגי ומה גודלו של תא זיכרון – ולא רק מהו רוחב הצומת בתוך הטרנזיסטור – כדי להעריך את ההשפעה הכללת של כל תהליך חדש. מעניין יהיה לראות כיצד התעשייה תגיב לרעיון הזה.

לאינטל חשוב לשמור על האקטואליות של חוק מור, בין השאר כדי להוכיח שהיא עדיין המובילה העולמית בתהליכי ייצור שבבים. מכאן לא פלא שלפני ההכרזה על השלמת תהליך 10 ננומטר והוצאתו הקרובה לייצור, היא הכריזה כבר על השלב הבא: השקעה של 7 מיליארד דולר במפעל Fab 42 באריזונה, אשר מיועד לייצר את שבבי הדור הבא של החברה, בגיאומטריה של 7 ננומטר.

פורסם בקטגוריות: חדשות , ייצור וקבלנות משנה , סמיקונדקטורס