Для этого требуется 32 процессорных ядра NM AMD, Bulldozer и Rhiannon. На поверхности чипа площадью всего 315 мм2 размещается 1,2 миллиарда транзисторов. По сравнению с более старой технологией 45 нм, которая имеет «всего 900 миллионов транзисторов» на плитке площадью 346 мм2, прогресс очевиден.
Что такое технологический процесс процессора и на что он влияет
Вся современная вычислительная техника основана на электронных полупроводниках. Для их изготовления используются кристаллы кремния, одного из самых распространенных минералов на нашей планете. После отказа от больших ламповых систем и развития транзисторной технологии этот материал сыграл важную роль в производстве компьютерной техники.
Процессоры, графические процессоры, чипы памяти и различные контроллеры — все они производятся на основе кристаллов кремния. За полвека основные принципы остались прежними, улучшилась лишь технология, используемая для создания чипов. Они тоньше, меньше, энергоэффективнее и производительнее. Основным параметром для улучшения является технология процесса.
Что такое техпроцесс
Почти все современные микросхемы состоят из кристаллов кремния, которые литографируются для формирования отдельных транзисторов. Транзисторы являются важным элементом интегральных схем. В зависимости от состояния электрического поля они могут передавать значения, соответствующие логическому (передавать ток) или нулевому (действовать как изолятор). Микросхемы памяти используют комбинацию нулей и единиц (транзисторов) для записи данных, а процессоры вычисляются во время передачи.
В технологии 14NM (по сравнению с 22NM) количество барьеров уменьшено, их высота увеличена, а расстояние между ребрами диэлектрика уменьшено.
Технические процессы — это процессы и процессы, с помощью которых производится продукция. В электронной промышленности такие цены обычно подразумевают анализ стоимости оборудования, используемого в производстве микросхем. Он также оказывает непосредственное влияние на размер функциональных элементов, получаемых после обработки кремния (например, транзисторов). Чем тоньше и точнее оборудование, используемое для обработки микросхемы с целью получения зазора, тем тоньше процесс.
Что значит числовая величина техпроцесса
В современных полупроводниковых структурах наиболее распространена оптическая литография — проектирование элементов в диалектной пленке, покрытой кристаллами, подвергающимися воздействию света. Анализ визуальных устройств, излучающих свет в скульптуру, является технообработкой в обычном понимании этого термина. Этот рисунок показывает, насколько тонким является элемент на кристалле.
Фотолитография — нанесение рисунка элемента в микросхеме.
Для этого требуется 32 процессорных ядра NM AMD, Bulldozer и Rhiannon. На поверхности чипа площадью всего 315 мм2 размещается 1,2 миллиарда транзисторов. По сравнению с более старой технологией 45 нм, которая имеет «всего 900 миллионов транзисторов» на плитке площадью 346 мм2, прогресс очевиден.
Эволюция техпроцесса
Если вы ищете полупроводники 70-х и 80-х годов, вы найдете устройства, созданные по технологии 3 мкМ. Впервые этот технологический прорыв был совершен компаниями Zilog и Intel в 1975 и 1979 годах соответственно.
В начале и середине 1990-х годов прогресс достиг новых высот, и на рынке стали появляться такие модели, как Intel Pentium Pro, MMX и знаменитая улитка PentiumII.
Все они были изготовлены в соответствии с технологическим стандартом 0,35 мкм, или 350 нм. Всего десятилетие спустя технология позволила утроить размер транзисторов до 130 нм, что стало революцией. Но символический период наступил в 2004 году, когда инженеры начали осваивать техпроцесс 65 нм. Тогда мир увидел знаменитые Pentium 4, Core 2 Duo, AMD Phenom X4 и Turion64x2. В то же время рынок наводнили чипы Falcon и Jasper для Xbox 360.
Текущий период разработки
Постепенно мы переходим к новейшим разработкам, начиная с 32 нм техпроцесса (во времена Intel SandyBridge и AMDBullozer), который все еще продолжается.
Blue Camp смогла создать чипы с частотой до 3,5 ГГц и развернуть графические чипы с четырьмя ядрами и частотой до 1,35 ГГц. Чип также включает в себя северный мост, контроллер PCI-E версии 2.0 и поддержку памяти DDR3. Каждое ядро было оснащено 256 КБ кэш-памяти L2 и до 8 МБ кэш-памяти L3. И все это было размещено на плате площадью 216 мм2.
В 2011 году Red удалось обеспечить поддержку передовых команд x86, реализовать до 16 процессорных ядер с частотой до 4 ГГц, внедрить поддержку Hyper Transport и оснастить чип поддержкой памяти DDR3.
Только Intel перешла на 22 нм, повысив производительность и снизив энергопотребление своих продуктов Ivy Bridge и Haswell, включая Core i5, i7 и Xeon. Архитектуры практически не изменились; 14 нм литография принесла новую конкуренцию между AMDRyzen и IntelCoffee Lake в 2017 году. В первом случае речь идет о совершенно новой архитектуре, которая после многих лет стагнации получила мировое признание. Во втором — больше ядер на борту в настольной части.
Кроме того, можно отметить снижение энергопотребления, добавление новых команд, уменьшение размера кремниевой пластины и увеличение мощности в двух лагерях. В настоящее время мы ожидаем выпуска чипов, произведенных на 10 нм. в настоящее время доступны только в мобильных телефонах (Quallcomm Snapdragon 835/845, Apple A11 Bionic).
Зачем уменьшать техпроцесс?
Как уже упоминалось выше, оптимизированная литография приводит к увеличению количества транзисторов на меньших подложках. Проще говоря, на одной поверхности можно разместить 1,5 миллиарда транзисторов вместо одного миллиарда, что позволяет повысить производительность без увеличения тепловыделения.
Это позволяет установить больше ядер, периферийных устройств и систем управления шиной.
Множитель передней шины процессора также увеличивается, что в свою очередь увеличивает мощность процессора.
В настоящее время лучшими процессорами, вобравшими в себя лучшие элементы новейших технологий, являются Intel8700k и AMDRyzen1800x. Конечно, существует и более новая версия «красного» Ryzen 2700 (12 нм), но ее производительность несколько более посредственная. Мы надеемся, что вы понимаете смысл, который мы хотим донести до вас в этой статье. В будущих обзорах мы рассмотрим вопросы разгона, нагрева, охлаждения и другие важные моменты, требующие разъяснения. Мы надеемся на вашу дальнейшую поддержку. Удачи!
Компания Intel использует все эти инновации поколения Broadwell 2015 года и не планирует заменять их следующим поколением самых тонких 10-нм процессоров Skylake, как вы можете прочитать здесь о технологии Intel.
Какие этапы проходят процессоры во время производства
Согласно Википедии, процессор можно разделить на один полуэтап. Чтобы было понятно, насколько сложен этот процесс, мы решили кратко описать каждый из них. На самом деле все еще сложнее, поверьте нам.
1. механическая обработка. На этом этапе производитель готовит трубопроводную плитку с заданной геометрией и кристаллографической ориентацией, которая не может отклоняться от отчета более чем на 5%. Особое внимание также следует уделить категории отделки поверхности.
2 Химическая обработка. На этом этапе с поверхности удаляются все мелкие аномалии, образовавшиеся во время механической обработки. Для этого используются химические плазменные методы и смачивающие газы для достижения требуемого оттенка формы.
3. создание правки. Это предполагает добавление полупроводниковых слоев — осаждение на подложку своих людей. На этом этапе формируется кристаллическая структура. Это часто похоже на структуру подложки, которая действует только как механический носитель.
4. скачать покрытие. Чтобы защитить полупроводниковый слой от последующего проникновения примесей, на этом этапе добавляется специальное защитное покрытие. Это достигается путем окисления поверхностного слоя кремния, что становится возможным под воздействием тепла или кислорода.
5. фотолитография. На этом этапе на протянутой пленке создается желаемый рельеф. Если вы мало что поняли в этом пункте данной статьи, наша работа закончена — вы осознали, насколько сложно создать процессор, и можете переходить к следующему пункту.
6. введение примесей. Здесь, конечно, речь идет об электрически активных примесях, которые необходимы для создания адиабатических зон и электрических переходов, которые могут возникать из твердых, жидких или газообразных веществ. Для этого используются методы диффузии.
7. получить Контакты Ohousy. Кроме того, на этом этапе на плитке создаются пассивные элементы. Это делается путем фотографической обработки на поверхности оксида. Это охватывает область успешной структуры.
8. добавьте металлический слой. На этом этапе будущий процессор получает несколько дополнительных слоев металла. Их общее количество варьируется по вертикали и зависит от уровня. В него необходимо поместить диэлектрик с прозрачными отверстиями.
9. пассивная поверхность. Для правильного выявления кристаллов необходимо максимально очистить возможные очаги заражения. Чаще всего это делается с помощью деионизированной воды на набережной или установке для мытья щеток.
10. тестирование бляшек. Обычно для этого используется детекторная головка, расположенная на специальной машине, используемой для снятия пластин. Кстати, до сих пор он был без сознания.
11. разделение пластин. На этом этапе пластина механически разделяется на отдельные кристаллы. Это делается не только для удобства, но и для поддержания электронной гигиены. В связи с этим в воздухе должно присутствовать очень небольшое количество пыли, которая возникает в процессе резки.
Хронология уменьшения размера технологического процесса
- 1,5 мкм — Intel уменьшила технологический процесс до этого уровня в 1982 году;
- 0,8 мкм — уровень Intel в конце 1980-х.
- 0,6–0,5 мкм — компании Intel и IBM находились на этом уровне в 1994–1995 годах;
- 350 нм — Intel, IBM, TSMC к 1997-му;
- 250 нм — Intel, 1998 год;
- 180 нм — Intel и AMD, 1999 год.
- 130 нм — этого уровня компании Intel, AMD достигли в 2001–2002 годах;
- 90 нм — Intel в 2002–2003 годах;
- 65 нм — Intel в 2004–2006 годах;
- 45–40 нм — Intel в 2006–2007 годах;
- 32–28 нм — Intel в 2009–2010 годах;
- 22–20 нм — Intel в 2009–2012 годах;
- 14–16 нм — Intel наладила производство таких процессоров к 2015 году;
- 10 нм — TSMC делала такие процессоры уже в 2016-м, а Samsung — в 2017 году;
- 7 нм — TSMC, 2018 год;
- 6 нм — TSMC только анонсировала такой технологический процесс в 2019 году;
- 5 нм — TSMC начала тестирование такого техпроцесса в 2019 году;
- 3 нм — Samsung обещает делать процессоры с таким технологическим процессом к 2021 году.
Компания Intel использует все эти инновации поколения Broadwell 2015 года и не планирует заменять их следующим поколением самых тонких 10-нм процессоров Skylake, как вы можете прочитать здесь о технологии Intel.
Что даёт 7 нм техпроцесс?
И вот мы подошли к самому интересному. Что же означает уменьшение размера транзисторов в процессорах устройств, ориентированных на пользователя?
Уменьшение размеров транзисторов имеет большое значение для маломощных чипов в мобильных устройствах и ноутбуках. Сравните в общих чертах один и тот же процессор, но если его сделать из 14-нанометрового и 7-нанометрового, то последний будет на 25% быстрее при том же количестве потребляемой энергии. В качестве альтернативы вы можете получить ту же производительность, но вторая в два раза эффективнее, и вы сможете читать блог yandex.zen’s Hi-News.ru еще дольше.
iPhone 11 с процессором A13 bionic, изготовленным по 7-нм техпроцессу второго поколения
Одним словом, благодаря более современным технологическим процессам, iPhone и iPad имеют более длительное время автономной работы при одинаковой производительности (без необходимости раздувать размеры устройств за счет более емких аккумуляторов). Мощный процессор MacBook. Мы уже видели, как чип Apple A12X выигрывал в тестах у некоторых старых чипов Intel, несмотря на пассивное охлаждение и установку в iPad Pro (2018).
Чтобы быть в курсе актуальных технологий, подписывайтесь на Telegram-канал AppleInsider.ru.
12. сборка кристалла. На этом этапе готовый кристалл упаковывается в специальный футляр и дополнительно герметизируется. Здесь же он связан со всеми необходимыми терминалами для дальнейшего использования — по сути, готовый чип.
Техпроцесс атомарного уровня
Ученые нашли способ создать функциональный транзистор размером с один. Исследователи из Университета Южного Уэльса в Австралии смогли создать и управлять технологией, основанной на том, что человек с фосфором был аккуратно помещен в полупроводниковый 21 кристалл. Как сообщается, полученные результаты позволят примерно к 2020 году создать технологию индивидуального уровня, которая может стать основой будущих квантовых компьютеров.
- Готра З. Ю. Справочник по технологии микроэлектронных устройств. — Львов: Каменяр, 1986. — 287 с.
- Бер А. Ю., Минскер Ф. Е. Сборка полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. — М: «Высшая школа», 1986. — 279 с.
Ссылки
Индивидуальные средства защиты включают формы из минерализованной ткани (пенка, халат, фартук, куртка с капюшоном и очки).
-В.М. Городилин, В.В. Городилин § 21. меры борьбы с радиацией, экологические последствия и экология. // Радиооборудование. — В: Москва, Высшая школа. -Москва: Высшая школа, 1992. 79.-ISBN 5-06-000881-9
Фонд Викимедиа. 2010.
Полезное
Смотреть что такое «Технологический процесс в электронной промышленности» в других словарях:
Технологический процесс — (ИТ), сокращенно технология, представляет собой плавную последовательность взаимосвязанных действий, выполняемых при возникновении входных данных и приводящих к желаемому результату. Технологические процессы являются частью производственного процесса … … Википедия.
Техническая процедура — (процесс) определение технической процедуры, тип технического процесса определение технической процедуры, техническая процедура, содержание правила процесса. Концепции технических процедур Основные … Энциклопедия инвестора.
Технологические пути — понятие теории технологического прогресса, введенное в отечественную науку экономистами Д.С. Львовым и С.Ю. Витте. Глазьев: Совокупность взаимосвязанных производителей (взаимосвязанная технологическая цепочка) является общим … … … обладает экономическим и математическим лексиконом.
Технические методы — экономисты Д.С. Львов и С.Ю. Глазьев: совокупность взаимосвязанных производителей (взаимосвязанные технические цепочки) имеют общий технический уровень.
Полные схемы — вопрос «полная схема» перенаправляется сюда. Современные интегральные схемы, разработанные для поверхностно монтируемых интегральных (малых) схем (… Википедия.
Процессор — У этого термина есть и другие понятия. См. процессор (понятие). Вопрос ‘CPU’ перенаправляется сюда. См. также другие концепции. Intel Celeron 1100 socket 370 FC PGA2 package, далее … Википедия.
Московский государственный институт радиации, электроники и автоматики (технический университет) — Московский государственный технический университет радиации, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА) … Википедия
Осаждение отдельных слоев — непрерывное осаждение реакций … Википедия
Freleng-C60 … Википедия
Международная дорожная карта для полупроводников — это серия документов, подготовленных группой экспертов полупроводниковой промышленности. Эти эксперты являются представителями организации Horgia, в которую входит Википедия.
