AMD и IBM «тянут» до 65 нм

Их союз не даст Intel почивать на лаврах

Процессоры, созданные по новой технологии, будут производительнее и экономнее

Advanced Micro Devices и IBM дополнили совместно разрабатываемые технологические процессы производства микросхем с нормой проектирования 65 нм двумя новыми разновидностями так называемого «напряженного кремния» (strained silicon). Это должно увеличить производительность и сократить уровень энергопотребления будущих процессоров. Как сообщил Гери Броннер, ведущий инженер корпорации IBM, партнеры разрабатывают технологию производства микросхем с нормой проектирования 65 нм на фабрике IBM по производству подложек.

В будущих процессорах обеих компаний предполагается использовать транзисторы, определенным образом растянутые или сжатые, для того чтобы, как пояснил Ник Кеплер, вице-президент AMD по разработке логических технологий, увеличить скорость перемещения электронов. Новые методы созданы на основе методики напряженного кремния, которую компании анонсировали в 2004 году на IEDM и в 2005 году реализовали в микросхемах.

Многие годы компании создавали более быстрые транзисторы за счет того, что примерно каждые два года просто уменьшали их размеры (процесс называется масштабированием). Однако сейчас транзисторы стали настолько малы, что необходимы другие методы, помимо масштабирования, для того чтобы добиться увеличения их производительности в те сроки, на которые рассчитывают компании, выпускающие аппаратное обеспечение, и пользователи.

В частности, предлагается использовать напряженный кремний. Внедрение некоторых материалов в кремниевую подложку, из которой производятся транзисторы, заставляет атомы кремния отдаляться или приближаться друг к другу. IBM и AMD в прошлом году представили технологию Dual Stress Liner, которая позволяет реализовывать в одном кристалле оба типа напряжения.

По словам Джона Пиллирина, директора IBM по разработке логических технологий, компании создали два новых метода изготовления напряженных транзисторов на основе методики Dual Stress Liner для увеличения производительности процессоров с нормой проектирования 65 нм. Первый метод, получивший название технологии «запоминания напряженного состояния» (Stress Memorization Technology, SMT), предполагает наложение на транзистор тонкой пленки из нитрида кремния (для создания отрицательных транзисторов), вызывающей перемещение атомов, а затем удаление этой пленки. Атомы, как пояснил Пиллирин, «запоминают» свое положение и остаются на месте после того, как пленка удалена, отсюда и название.

Второй метод предусматривает добавление кремний-германия (SiGe), который, по существу, выращивается рядом с вентилем транзистора, сжимая этот канал. В результате формируется положительный транзистор. Кремний-германий, по распространенному мнению, сложен для использования при массовом производстве микросхем, но, как отметил Броннер, за время своего сотрудничества компании постепенно освоили этот материал.

После применения первых двух методов добавляется метод DSL. Он предусматривает наложение нового слоя компрессионной пленки нитрида кремния на микросхему и удаление ее только с негативных транзисторов, а затем наложение растягивающей пленки на всю микросхему и удаление ее только с позитивных транзисторов. По сравнению с микросхемами AMD последнего поколения микросхемы с нормой проектирования 65 нм, при изготовлении которых применяются указанные методы, имеют производительность на 20% больше.

AMD и IBM по-прежнему будут использовать подложки из кремния на изоляторе (Silicon On Insulator, SOI) для производства своих микросхем с нормой проектирования 65 нм. Подложки SOI имеют изолирующий слой из оксида кремния, наложенного до того, как создаются транзисторы, что противодействует утечке тока.

AMD планирует начать производство микросхем с нормой проектирования 65 нм с помощью всех перечисленных методов напряжения во второй половине 2006 года на своей новой фабрике Fab 36, расположенной в Дрездене (Германия). Но сначала, как отметил Кеплер, эти методы будут опробованы на микросхемах с нормой проектирования 90 нм, выпускаемых на Fab 30 (тоже расположенной в Дрездене), что позволит AMD получить опыт работы с новыми методами при массовом производстве, прежде чем применять их при изготовлении микросхем с нормой проектирования 65 нм.

AMD и IBM сотрудни?чают уже несколько лет в создании передовых технологий производства микросхем и недавно продлили свое соглашение до 2011 года. К этому сроку компании планируют разработать поколение микросхем с нормой проектирования 22 нм.

Компании объединили свои ресурсы для того, чтобы конкурировать с корпорацией Intel, которая уже начала производство процессоров с нормой проектирования 65 нм на своей фабрике в Хиллсборо (шт. Орегон). При производстве этих микросхем Intel также использует растянутый кремний.