Store nyheder: IBM Technology Alliance har meddelt, at man er i gang med 28nm-processen, og de første chips skulle rulle af samlebåndet i 2010 med ARM-systems-on-a-chip (SoC) blandt de første. Er du spændt? Ja? Nej? Du burde i det mindste være imponeret. På trods af endeløse forudsigelser om uoverstigelige tekniske forhindringer fortsætter halvlederbranchen med at følge Moores lov og er nu hastigt på ved mod nanoelektronikkens sære verden.
Den tænkende computer
(27. jul)Her er fremtidens teknologi fra Intel
(15. dec)Chip med 48-kerner
(05. maj)Overfør en HD-video på et sekund
(28. jul)En syndflod af data
(04. maj)Fakta
Nanometervanvid
Begrebet nanometer bliver brugt meget i halvlederbranchen, men det er umagen værd at forestille sig, hvor småt det er. En nanometer er en tusindedel af en milliontedel af en meter. 0,0000001mm. En typisk bakterie er omkring 2.000nm i diameter, og et pollenkorn fra en engbrandbæger er omkring 20.000nm. Et siliciumatom er omkring 0,24nm i diameter. 28nm-processen håndterer altså komponenter, hvis størrelse skal måles i atomet. Det er meget småt.
Fakta
ITRS
International Technology Roadmap for Semiconductors er en gruppe, der vurderer halvlederteknologi og deler forskning og ideer med det formål at hjælpe branchen med at udvikle bedre chips og undgå dyre fejltagelser.
Medlemmerne er eksperter fra alle de store chipproducenter fra hele verden. Gruppen samles to gange om året i en vulkan eller i en hule på en bjergtop, og forudsigelserne viser gennemgående, hvor branchen er på vej hen, hvilke teknologier der kommer og hvornår.
I betragtning af, at der er tale om en organisation, der leger med tanken om verdensherredømmet via teknologi, er det overraskende, at den har et website, hvor man uden videre kan hente gruppens resultater, og hvor dens konferencer bliver offentliggjort. Det er en meget praktisk tanke, for omkostningerne ved at forfølge den forkerte ide er svimlende. Desuden elsker forskere at prale over for hinanden. Man kan finde gruppen på www.itrs.net, men der er ikke netop tale om godnatlæsning for folk, der ikke går på arbejde i rene rum.
Småt er godt
Det at bruge en mindre nanometerproces er en strålende ide. Det betyder lavere strømforbrug, højere potentielle frekvenser og naturligvis flere transistorer. Lutter gode sager. De bedste processorer fra AMD og Intel bruger i øjeblikket en 45nm-proces, og Intel meddelte i februar, at firmaets 32nm-processorer, Westmere, kommer sidst på året. AMD synes i øjeblikket at ligge omkring et år efter Intel, og det gør IBM’s meddelelse særlig imponerende.
Halvledere bliver fremstillet ved hjælp af fotolitografi. Man ætser med lys og bearbejder kemisk, så skyller man og begynder forfra, indtil man har lavet en lagdelt chip. Hemmeligheden bag reduktionen af størrelsen består i at rette en nøjagtig stråle mod ens wafer, og det er denne proces, eksperterne har fokuseret på. Hertil kommer forbedrede dielektriske materialer, der forhindrer elektronerne i at få alt for gode ideer og falde af sporet.
For tiden er det første valg, når det gælder om at danne transistorer, en dyb ultraviolet argonfluorid-excimerlaser med en bølgelængde på 193nm. Men hvordan skulle man kunne lave en 32nm-proceschip med en laserstråle på 193nm? Svarer det ikke til at stikke græsplænens kanter af med en rendegraver?
Der er for nylig fremkommet to vigtige teknologier. Den første hedder double patterning. I sin enkleste form bruger denne proces to belysninger, der er en anelse forskudt. Derved bliver der dannet karakteristika, der er mindre, end hvis man kun havde brugt en belysning, og opløsningen bliver i praksis øget med en faktor to. Man behøver ikke at stoppe der, for tredobbelt eller firdobbelt patterning kan også lade sig gøre.
Den tænkende computer
(27. jul)Her er fremtidens teknologi fra Intel
(15. dec)Chip med 48-kerner
(05. maj)Overfør en HD-video på et sekund
(28. jul)En syndflod af data
(04. maj)Fakta
Nanometervanvid
Begrebet nanometer bliver brugt meget i halvlederbranchen, men det er umagen værd at forestille sig, hvor småt det er. En nanometer er en tusindedel af en milliontedel af en meter. 0,0000001mm. En typisk bakterie er omkring 2.000nm i diameter, og et pollenkorn fra en engbrandbæger er omkring 20.000nm. Et siliciumatom er omkring 0,24nm i diameter. 28nm-processen håndterer altså komponenter, hvis størrelse skal måles i atomet. Det er meget småt.
Fakta
ITRS
International Technology Roadmap for Semiconductors er en gruppe, der vurderer halvlederteknologi og deler forskning og ideer med det formål at hjælpe branchen med at udvikle bedre chips og undgå dyre fejltagelser.
Medlemmerne er eksperter fra alle de store chipproducenter fra hele verden. Gruppen samles to gange om året i en vulkan eller i en hule på en bjergtop, og forudsigelserne viser gennemgående, hvor branchen er på vej hen, hvilke teknologier der kommer og hvornår.
I betragtning af, at der er tale om en organisation, der leger med tanken om verdensherredømmet via teknologi, er det overraskende, at den har et website, hvor man uden videre kan hente gruppens resultater, og hvor dens konferencer bliver offentliggjort. Det er en meget praktisk tanke, for omkostningerne ved at forfølge den forkerte ide er svimlende. Desuden elsker forskere at prale over for hinanden. Man kan finde gruppen på www.itrs.net, men der er ikke netop tale om godnatlæsning for folk, der ikke går på arbejde i rene rum.
Den anden proces hedder immersionslitografi. Her skinner strålen gennem en væske, der afbøjer og forsinker strålen og giver en stigning i opløsning, der svarer til væskens brydningsindeks. For vand er det 1,44. Forskning i nye væsker med brydningsindekser på 1,7 eller mere vil give en større stigning. Intels Westmere bruger immersionslitografi på ”kritiske” lag.
IBM’s Tech Alliance har indvarslet firmaets 28nm-proces..
Hvis man kombinerer disse metoder, kan man omdanne en ret klodset stråle til noget langt mere nøjagtigt uden større ændringer i teknologien. Nok så vigtigt er det, at man slipper for at bygge absurd dyre fabriksanlæg.
Man har ofte hævdet, at grænsen for fotolitografi næsten var nået. Tidligere mente man, at det var umuligt at komme over en mikrometer. Alligevel har de hvidkitlede folk hver gang præsteret at vride højere opløsning ud af den.
Hvorfor ikke blot bruge en finere stråle fra begyndelsen? Det er en oplagt løsning, og der er blevet brugt mange penge på at afprøve den, herunder til røntgenstråler og fokuserede ion- og elektronstråler. Intel havde store forventninger til sin 157nm-laser, men problemer med at lave anvendelige linser bremser den i øjeblikket. En af de aktuelle frontløbere er den ekstreme ultravioletlaser med en bølgelængde på 13,5nm. Foreløbig viser den kraftige stråle sig at være for meget for de eksisterende materialer, og den gør for stor skade.
Den tænkende computer
(27. jul)Her er fremtidens teknologi fra Intel
(15. dec)Chip med 48-kerner
(05. maj)Overfør en HD-video på et sekund
(28. jul)En syndflod af data
(04. maj)Fakta
Nanometervanvid
Begrebet nanometer bliver brugt meget i halvlederbranchen, men det er umagen værd at forestille sig, hvor småt det er. En nanometer er en tusindedel af en milliontedel af en meter. 0,0000001mm. En typisk bakterie er omkring 2.000nm i diameter, og et pollenkorn fra en engbrandbæger er omkring 20.000nm. Et siliciumatom er omkring 0,24nm i diameter. 28nm-processen håndterer altså komponenter, hvis størrelse skal måles i atomet. Det er meget småt.
Fakta
ITRS
International Technology Roadmap for Semiconductors er en gruppe, der vurderer halvlederteknologi og deler forskning og ideer med det formål at hjælpe branchen med at udvikle bedre chips og undgå dyre fejltagelser.
Medlemmerne er eksperter fra alle de store chipproducenter fra hele verden. Gruppen samles to gange om året i en vulkan eller i en hule på en bjergtop, og forudsigelserne viser gennemgående, hvor branchen er på vej hen, hvilke teknologier der kommer og hvornår.
I betragtning af, at der er tale om en organisation, der leger med tanken om verdensherredømmet via teknologi, er det overraskende, at den har et website, hvor man uden videre kan hente gruppens resultater, og hvor dens konferencer bliver offentliggjort. Det er en meget praktisk tanke, for omkostningerne ved at forfølge den forkerte ide er svimlende. Desuden elsker forskere at prale over for hinanden. Man kan finde gruppen på www.itrs.net, men der er ikke netop tale om godnatlæsning for folk, der ikke går på arbejde i rene rum.
Alle de små ting
Hvornår kan vi forvente at se resultater af alle disse krumspring? International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) leverer nok branchens bedste bud. Her forudser man tre yderligere processer: 22nm, 16nm og 11nm.
Chips, der bruger 22nm-processen, formodes at komme omkring 2011. De vil bruge teknikker, der svarer til den eksisterende 32nm-proces. Man forventer imidlertid, at det er grænsen for de aktuelle plane typer, og det kan blive nødvendigt at bygge portene lodret på noget, der kaldes ”finner”. Eksperimentelle 22nm-sram-chips findes i laboratorierne i dag.
16nm-processen forventes at komme før 2018, selv om Intel regner med, at den vil være her i 2013. Der vil opstå nye problemer, herunder overdreven quantum-tunnelling. Her begynder sagerne at blive en smule besynderlige, for materialerne holder op med at følge klassiske fysiske love, og Schrödingers bølgefunktion dukker op. Kort sagt bliver det svært at forhindre elektronerne i at bryde en barriere, der kun er få nanometer tyk, uanset hvilket materiale man bruger. Det befinder sig også på grænsen til kommerciel produktion: I øjeblikket kan man ikke driftssikkert lave noget, der er så småt. Toshiba har lavet en prototype af et hukommelsesmodul med 15nm-linjer, men den størrelsesorden hører stadig til i laboratorieeksperimenter.
Næste trin ned ad stigen er 11nm-processen, som ITRS forventer at se i 2022. Også her er Intel mere optimistisk og taler om 2015. Det er den forventede grænse for cmos, og det kan meget vel betyde, at siliciumchips ikke længere bliver lavet af silicium. På dette niveau kan den dielektriske tykkelse komme ned på et atom, og så bliver det vanskeligt at styre sagerne. Man venter også, at det er her, konventionel fotolitografi med ætsning og polermetoder stopper.
Den tænkende computer
(27. jul)Her er fremtidens teknologi fra Intel
(15. dec)Chip med 48-kerner
(05. maj)Overfør en HD-video på et sekund
(28. jul)En syndflod af data
(04. maj)Fakta
Nanometervanvid
Begrebet nanometer bliver brugt meget i halvlederbranchen, men det er umagen værd at forestille sig, hvor småt det er. En nanometer er en tusindedel af en milliontedel af en meter. 0,0000001mm. En typisk bakterie er omkring 2.000nm i diameter, og et pollenkorn fra en engbrandbæger er omkring 20.000nm. Et siliciumatom er omkring 0,24nm i diameter. 28nm-processen håndterer altså komponenter, hvis størrelse skal måles i atomet. Det er meget småt.
Fakta
ITRS
International Technology Roadmap for Semiconductors er en gruppe, der vurderer halvlederteknologi og deler forskning og ideer med det formål at hjælpe branchen med at udvikle bedre chips og undgå dyre fejltagelser.
Medlemmerne er eksperter fra alle de store chipproducenter fra hele verden. Gruppen samles to gange om året i en vulkan eller i en hule på en bjergtop, og forudsigelserne viser gennemgående, hvor branchen er på vej hen, hvilke teknologier der kommer og hvornår.
I betragtning af, at der er tale om en organisation, der leger med tanken om verdensherredømmet via teknologi, er det overraskende, at den har et website, hvor man uden videre kan hente gruppens resultater, og hvor dens konferencer bliver offentliggjort. Det er en meget praktisk tanke, for omkostningerne ved at forfølge den forkerte ide er svimlende. Desuden elsker forskere at prale over for hinanden. Man kan finde gruppen på www.itrs.net, men der er ikke netop tale om godnatlæsning for folk, der ikke går på arbejde i rene rum.
Efter 11nm har vi ingen forudsigelser. Længere kan de eksisterende teknologier næppe føre os. Andre muligheder for at lave endnu mindre og stærkere chips omfatter tredimensionale arrays med nanokabler og rør, enkeltelektron-enheder, spinpaseret computerteknik, fotonik og alle mulige andre sære og herlige ideer. Den mest kommercielt anvendelige vinder, sådan er det i branchen. Men indtil da fortsætter de gode tider, Moore har stadig ret, og chippene bliver ved med at krympe.
Jeg krymper, jeg krymper
Intel har hele tiden været forrest, når det gjaldt om at krympe, om end det somme tider kun har drejet sig om få uger.
Den tænkende computer
(27. jul)Her er fremtidens teknologi fra Intel
(15. dec)Chip med 48-kerner
(05. maj)Overfør en HD-video på et sekund
(28. jul)En syndflod af data
(04. maj)Fakta
Nanometervanvid
Begrebet nanometer bliver brugt meget i halvlederbranchen, men det er umagen værd at forestille sig, hvor småt det er. En nanometer er en tusindedel af en milliontedel af en meter. 0,0000001mm. En typisk bakterie er omkring 2.000nm i diameter, og et pollenkorn fra en engbrandbæger er omkring 20.000nm. Et siliciumatom er omkring 0,24nm i diameter. 28nm-processen håndterer altså komponenter, hvis størrelse skal måles i atomet. Det er meget småt.
Fakta
ITRS
International Technology Roadmap for Semiconductors er en gruppe, der vurderer halvlederteknologi og deler forskning og ideer med det formål at hjælpe branchen med at udvikle bedre chips og undgå dyre fejltagelser.
Medlemmerne er eksperter fra alle de store chipproducenter fra hele verden. Gruppen samles to gange om året i en vulkan eller i en hule på en bjergtop, og forudsigelserne viser gennemgående, hvor branchen er på vej hen, hvilke teknologier der kommer og hvornår.
I betragtning af, at der er tale om en organisation, der leger med tanken om verdensherredømmet via teknologi, er det overraskende, at den har et website, hvor man uden videre kan hente gruppens resultater, og hvor dens konferencer bliver offentliggjort. Det er en meget praktisk tanke, for omkostningerne ved at forfølge den forkerte ide er svimlende. Desuden elsker forskere at prale over for hinanden. Man kan finde gruppen på www.itrs.net, men der er ikke netop tale om godnatlæsning for folk, der ikke går på arbejde i rene rum.
1970
10.000nm – Intel 4004
3.000nm – Intel 8085
1980
1.500nm – Intel 286
800nm – Intel 486
1990
600nm – Pentium PS
350nm – Intel Pentium Pro
250nm 0150 Pentium II Deschutes
180nm – Pentium III Coppermine
2000
130nm – Pentium III Tualatin
90nm – Pentium 4 Prescott
65nm – Intel Core Yonah
45nm – Xeon Harpertown
Lanceres i 2009 – 32nm – Westmere
