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[科普知识] 半导体节点定义

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-2-8 04:51
  • 签到天数: 1811 天

    [LV.Master]无

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    楼主
     楼主| 发表于 2024-9-18 23:58:46 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑
    % r$ J! Z+ a6 o6 w' v, \2 @
    4 }4 i5 k0 o) \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。1 A1 h, _5 D  \; w6 l) \
    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:+ W. ^8 g6 B; `2 @( n
      J; Q$ A- I1 [( F- ^$ Z" N
    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。9 O! t1 F6 R# r
    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。3 d: `  d" l- k. U
    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。
    1 U3 i9 Y& X& w* v7 X- C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。
    4 N6 h6 b9 `/ u% ~7 m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。) |4 O9 m* i" E9 O
    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。' m, v& p. q% T6 g) m4 a) U

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    该用户从未签到

    沙发
    发表于 2024-9-19 00:27:53 | 只看该作者
    这个真是太好了!总算真正明白了。
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
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    [LV.1]炼气

    板凳
    发表于 2024-9-19 15:52:55 | 只看该作者
    搞个图就一目了然了。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-9-2 01:57
  • 签到天数: 37 天

    [LV.5]元婴

    地板
    发表于 2024-9-19 20:22:11 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-9-19 15:52
      A/ _9 n1 `" r$ ?搞个图就一目了然了。
    ; x- ^/ u! h4 C, q1 ^1 _9 F5 B
    想进一步图文并茂科普的话请移步下面的链接0 f, n& q6 ~" _- y6 G+ W9 ~5 z
    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
    + N3 {) u* K- T/ C# D. A. }/ e& D晶体管基本概念 https://juejin.cn/post/7010690489741475847

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    唐家山 + 4 谢谢分享

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-2-8 04:51
  • 签到天数: 1811 天

    [LV.Master]无

    5#
     楼主| 发表于 2024-9-19 23:44:47 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-9-18 23:52
    5 a7 m3 O" ^+ ?) S! |5 l搞个图就一目了然了。
    9 M: V( k" ?8 u0 t7 r
    一直没学会搞图床。。。
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  • TA的每日心情
    开心
    20 小时前
  • 签到天数: 3428 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2024-9-20 04:16:26 | 只看该作者
    上学时候学过。。。后来做电力, 不接触这个了
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