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
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$ p& I8 D9 ~$ Z- i6 E1 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。* B9 S3 U7 E0 t# P) r
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:/ E. q, Z% b3 A0 I1 J) C( E
/ _% g9 F! w+ N6 y/ R" Q5 B! o5 y
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。
6 p. Z4 V) k. b0 V4 O: z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。6 _4 M) @, G# l) o$ 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。5 P" r0 _+ q, ]0 |- Z" W: \2 \
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。" ` S8 ?8 C- w
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。2 X9 i, i$ H7 S+ j! \+ j
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。" b) M+ y: A) d1 b. I0 o( G
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