TA的每日心情 | 开心 2023-2-8 04:51 |
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本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑
! c3 X/ s5 S$ F9 }! M; u) H
s3 {) A1 g) e4 E+ m, l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。
) B1 v3 i/ ^+ J/ S( d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:% C! @& z, e" S+ _ \
^{2})
( x9 G& y+ ^8 \3 p( b8 C; F- k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。
" J# C/ ?: o w( v9 K5 C9 T) ?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% s. `& x' u% [; Y4 q4 G P- b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。* m+ I$ N. k. 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。
. U6 o- K0 P. D0 a2 c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。6 W; h, s& V5 Z' y8 t" ~/ ?; |% `2 c8 ?
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。* f/ g+ K( T6 w5 v4 t, z9 `) f0 N
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