10nm FinFET proces

Tohle je obor, který jsem kdysi dávno vystudoval, ale profesionálně se mi nevěnuju, a tak mi už trochu ujel vlak. Nicméně platí, že se snižováním velikosti výrobního procesu se jednak zmenšuje plocha (ekonomické a výkonnostní důsledky), dále je možné teoreticky použít vyšší frekvence, protože limitující faktor je rychlost světla a snižují se ztráty (celý čip je menší, takže proudové ztráty na vedení a branách jsou menší, tím je také možné použít nižší napájecí napětí).

Co je ale problém, jsou 2 věci:

1. šířka vodivých cest a bran - už dnes se jedná v podstatě o jednotky atomů v těch nejužších místech, tedy náročnost a zmetkovitost výroby je relativně vysoká a křemík je pro takto malé výrobní postupy už celkem problematický materiál, i proto se historicky objevily technologie jako napnutý křemík nebo ještě starší SOI, které ve své době řešily problémy tehdejších výrob.

2. samotný výrobní proces - aby bylo možno takto filigránskou strukturu vyrobit (dělá se to tak, že se přes nějakou masku základní substrát nadopuje napařením jiným materiálem, a tím se vytvoří potřebný polovodičový přechod), je na to třeba mít možnost základní substrát "osvítit" tak, aby vznikla struktura dle masky. Tato maska není fyzicky přiložena, ale vzniká přesným osvětlováním - a to je problém, protože i to světlo s nejkratší vlnovou délkou (modré) je už příliš nepřesné na exaktní a bezproblémové vytvoření těchto struktur.

O fyzikálních mezích se mluvilo už před dvaceti lety (to bylo tuším něco kolem osmi sty nanometry). Ono to nějak dopadne...

To ano, dodnes se pamatuju na dlouhatánský Hlavenkův článek vyšedší pro Invex tuším 1993, kde řešil tuto otázku u myslím 0,8um Pentia (první verze P5)

Cesta se nejspíše najde, ale nebude to IMHO opravdu už tentokrát se starými/známým materiály.

Teď napíšu něco v čem se nevyznám , ale jestli mě paměť neklame tak pořadí polovodičů: nejdřív se jako polovodič používal selen, pak germanium, pak dlouho křemík a v letech kolem 1980 se začalo psát že možnosti křemíku jsou na hranici a do anténních TV zesilovačů se začaly dávat tranzistory z arzenu ( GaAs ).

Fyzika je divná věda. Galium-arsenid má IMHO obrovský potenciál, proč jej teda nevyužíváme "ve velkém". Křemík je mrtvý.

Křemík je výrazně levnější, je ho dostatek a jeho oxidace se využívá k tvorbě izolačních vrstev. Myslím, že křemík bude ještě hodně dlouho klíčový - možná ne pro nejpokrokovější čipy ale pořád se toho z něj bude vyrábět mrtě.

Jasně. Bavíme se ale o nanometrových procesech výroby chipů na mnoha gigahertzech, kde křemíku rychle dochází dech. Tady je IMHO GaAs to pravé ořechové.

Ale nebude to CMOS logika - pohyblivost děr je u GaAs ještě horší než u křemíku, takže rychlý P FET na GaAs nikdy udělat nepůjde. NMOS logika bude daleko rychlejší (cca. 5x větší pohyblivost elektronů než u Si), ale o to víc bude žrát.