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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
6 S7 C# n. {* k* a& e8 |3 E. t% m" x
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。- r7 Z5 |- ]7 `" x. x; {4 p1 @
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：3 U0 `, _+ N9 f1 Z; w) C
[latex]I_{D}=\frac{\mu_{n}C_{ox}}{2}\frac{W}{L}\left( V_{GS}-V_{th} \right)^{2}[/latex]
( H: r7 |# b6 h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。# |% z7 n' J) }& g" D4 ~3 ~$ I. X( ~, x
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。) i1 u0 p2 @1 Z+ r9 m$ x
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。$ x1 V7 x5 L6 j3 O" P$ I
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。# h" \/ z" F. u2 C8 v9 ]
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。) z4 c. u' g- 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。
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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 15:52
. j+ @- r6 y6 w搞个图就一目了然了。

9 j1 R( {' _% T3 H: Y: a! q4 H想进一步图文并茂科普的话请移步下面的链接
2 S% N4 o% \! i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.html8 w. W/ }# ^" k- u: a
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 23:525 \' Y% u8 M( u
搞个图就一目了然了。
+ A1 w: G& S3 Y( r! G) ]
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



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