爱吱声

标题: 半导体节点定义 [打印本页]

作者: moletronic    时间: 2024-9-18 23:58
标题: 半导体节点定义
本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑
" b' K6 J: X- G5 S2 a8 P3 I8 j( W: ]. C
看到大家讨论光刻机的时候对XXnm节点有些疑惑,这里解释一下。6 P2 F6 Q" h: n9 v3 a; ^
其实我们说的XXnm都是逻辑电路这边的。顾名思义,逻辑电路就是执行逻辑运算的,而各种逻辑运算的器件都可以用反相器(非门)为基础得到。在大规模集成电路里最基本的器件就是反相器,而一个反相器是由一个P型场效应管(MOSFET)串联一个N-MOS得到的。反相器切换的速度跟MOS管的饱和电流成正比。所以要提高半导体器件的性能就要提高MOS的饱和电流。MOS的饱和电流公式:/ \! ]; [1 a. d3 z. C( ^
[latex]I_{D}=\frac{\mu_{n}C_{ox}}{2}\frac{W}{L}\left( V_{GS}-V_{th} \right)^{2}[/latex]
7 k" h" \  X1 x0 J- @这里D是漏极,S是源极,G是栅极。un是电子迁移率,Cox是栅极下面形成的电容大小,Vth是阈值电压(MOS管形成导电通道),W是栅极宽度,L是栅极长度。. M6 R- z3 z. R! K$ W7 \
我们平常说的XXnm节点就是栅极长度,所以工艺进步就是要减小L。
$ j$ b0 H* W+ c4 \提高W也可以提高ID,但这会增大器件面积,减小器件密度,所以不会做。
* S! B8 s7 J7 n' a1 T  t5 j现在常说的FinFET/GAA等于往三维方向增大W,不会增大器件面积。增大W可以等效认为减小L,现在节点的数值比实际器件栅极长度小有部分就是靠这个来的。
; I  w6 Y9 m" c( C( n4 v现在减小尺寸的主要动力是降功耗,P=IV,电流不能降因为要保持高频,所以降电压的同时要降L。, Y# w( b' I* m2 i  t* ~
近十几年牙膏厂CPU的主频就没升过,就是因为ID稳定的原因,而90年代主频是一直在升的。, C. P' z' [3 ?+ W

作者: WiFi    时间: 2024-9-19 00:27
这个真是太好了!总算真正明白了。
作者: 隧道    时间: 2024-9-19 15:52
搞个图就一目了然了。
作者: alaok    时间: 2024-9-19 20:22
隧道 发表于 2024-9-19 15:520 A6 N' H+ C% \* o# M
搞个图就一目了然了。
5 F5 W* l8 G" {6 I- O1 ]+ \, y
想进一步图文并茂科普的话请移步下面的链接/ P  J$ m# |2 g. `
晶体管的发展史:技术如何逼近极限?https://finance.sina.cn/2021-03-14/detail-ikkntiam1218666.d.html! V  e0 D( u( j( Z
晶体管基本概念 https://juejin.cn/post/7010690489741475847
作者: moletronic    时间: 2024-9-19 23:44
隧道 发表于 2024-9-18 23:52
2 L  ]1 b1 u9 u! f6 q: T搞个图就一目了然了。
. h) V& Z0 n! E/ L7 {
一直没学会搞图床。。。
作者: 马鹿    时间: 2024-9-20 04:16
上学时候学过。。。后来做电力, 不接触这个了




欢迎光临 爱吱声 (http://129.226.69.186/bbs/) Powered by Discuz! X3.2