三星和TSMC在先进的半导体制造工艺上非常火热,彼此都想在代工厂抓住第一次机会赢得订单,这几乎成了14 nm和16 nm之间的争端。但是,这两个数字的含义是什么,指的是哪些部分?
纳米工艺技术是英特尔推出的一项新的处理器制造技术,即将投入大规模生产。基于成功的45纳米工艺技术,采用第二代高k+金属栅晶体管和第四代应变硅技术,为下一代Intel Nehalem微架构32 nm版本——Westmere处理器的高性能奠定基础。
纳米有多微小?
在我们开始之前,我们应该明白纳米意味着什么。从数学上讲,纳米是0.00000001米,但这是一个相当差的例子。毕竟小数点后只能看到很多零,没有实际感受。如果拿指甲厚度来比较,可能更明显。
根据用尺子实际测量,我们可以知道指甲的厚度大约是0.0001 m (0.1 mm),也就是说,试着把指甲的侧面切成10万条线,每条线大约等于1 nm,那么我们可以想象1 nm有多微小。
在知道纳米有多小之后,我们也必须明白缩小过程的目的。缩小晶体管的主要目的是在较小的芯片中插入更多的晶体管,使芯片不会因为技术升级而变大;其次,可以提高处理器的运行效率;再者,减小体积也可以降低功耗;最后,芯片尺寸缩小后,更容易插上移动设备,满足了未来薄型化的需求。
我们来探索一下什么是纳米过程。以14 nm为例,工艺意味着芯片中的导线可以小到14 nm。下图以传统晶体管的外观为例。缩小晶体管的主要目的是降低功耗,但是要达到这个目的应该缩小哪个部分呢?左下角图片中的l是我们预计会缩小的部分。通过缩短栅极长度,可以以更短的路径将电流从漏极端子发送到源极端子(如果您感兴趣,可以使用Google搜索MOSFET,这将在后面详细说明)。
另外,计算机使用0和1作为运算。怎样才能用晶体管达到这个目的?方法是确定晶体管是否有电流流动。当在栅极端子(绿色方块)提供电压时,电流将从漏极端子流向源极端子。如果没有电压供应,电流将不会流动,从而指示1和0。
以上是纳米制造的相关概念和14-16纳米的含义,可以参考。