TA的每日心情 | 开心
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本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑
0 c9 K# k; o9 I. u3 ?3 d" P/ q) X7 j" k, Q. m5 I) X- j! ?
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。# C7 Z1 F# O A: Q2 ]5 ?$ I
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：
* f5 Z- N- E* I- B^{2} "I_{D}=\frac{\mu_{n}C_{ox}}{2}\frac{W}{L}\left( V_{GS}-V_{th} \right)^{2}") ! M9 ] Y+ g t- k, d5 y) s2 y* u3 v" @
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。
, u/ r" F/ Q, n. O) `9 Y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。: R6 H0 [+ v* f& Z
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 r! Y' V* U# x+ `+ s9 P' [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。
1 H3 D# j6 H0 a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。3 [% F+ L+ x) v2 G1 [$ Z. }5 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。
4 @$ n* a) |+ S" s% Y" Y |
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发表于 2024-9-19 00:27:53
