Intel: Pokračování v práci Mooreho zákona se stává výzvou

Intel bude předvídat Mooreův zákon v dohledné budoucnosti, ale udržení se s tím stane se stále náročnějším, jelikož geometrie čipů se zmenší. > Mooreův zákon je založen na teorii, že počet tranzistorů, které lze umístit na křemíku, se zdvojnásobí každé dva roky, což přináší více čipů a zvyšuje rychlost. Použitím Moorova zákona jako základny, Intel po desetiletí přidala více tranzistorů a zároveň snížila velikost a cenu čipu. Výrobní zálohy pomáhají činit smartphony, tablety a počítače rychleji a výkonněji.

Intel

Ale jelikož se žetony zmenšují, zachování tempa s Moorovým zákonem je možná dnes mnohem obtížnější než v minulých letech, řekl William Holt, výkonného viceprezidenta a generálního manažera technologické výrobní skupiny společnosti Intel během tohoto projevu na konferenci Jeffries Global Technology, Media a Telecom.

"Jsme blíže ke konci než jsme byli před pěti lety? jsme přesvědčeni, že budeme i nadále poskytovat základní stavební kameny, které umožňují vylepšení elektronických zařízení, "řekl Holt. konec schopnosti průmyslu měnit velikost čipů ve velikosti "byl tématem mysli každého z desetiletí," řekl Holt, ale odmítl argumenty pozorovatelů a vedoucích pracovníků průmyslu, že Moorův zákon byl mrtvý. Některé předpovědi o zákonu byly krátkozraké a paradigma bude nadále platit, protože Intel zvětší velikosti čipů, řekl Holt.

Intel

"Nejsem zde, abych vám řekl, že vím, co se stane "Je to příliš komplikovaný prostor, alespoň pro příštích několik generací jsme přesvědčeni, že nevidíme konec," řekl Holt a mluvil o generacích výrobních procesů.

Mooreův zákon byl první založený v roce 1965 Gordonem Moorem, který v roce 1968 založil společnost Intel a nakonec se stal generálním ředitelem v roce 1975. Původní článek o právu, publikovaný v časopise Electronics v roce 1965, se zaměřil na ekonomiku související s cenou za tranzistor, "Skutečnost, že nyní, když se podíváme na budoucnost, ekonomika Moorova zákona … je pod značným stresem, je pravděpodobně vhodná, protože to je zásadně to, co dodáváte. "Holt řekl, že vyrábí menší čipy s více funkcemi se stávají výzvou, protože čipy mohou být citlivější na "širší skupinu defektů". Citlivost a drobné rozdíly se zvětšují a je třeba věnovat velkou pozornost detailům.

"Když děláme věci menší, úsilí, které je potřebné k jejich skutečné práci, je stále obtížnější," řekl Holt. "Existuje jen několik kroků a každý z těchto kroků potřebuje další úsilí k optimalizaci."

Aby se kompenzovaly výzvy v škálování, spoléhá Intel na nové nástroje a inovace.

"Co se stalo řešením tohoto je to inovace, nejen jednoduchá škálovatelnost, neboť se jednalo o prvních 20 let, ale pokaždé, když procházíte novou generací, musíte něco udělat nebo přidat něco, co by umožnilo tuto změnu nebo zlepšení pokračovat, "řekl Holt.

Intel

Společnost Intel dnes disponuje nejmodernější výrobní technologií v oboru a jako první zavedla mnoho nových továren. Intel přidal namáhaný křemík na 90-nanometrových a 65-nanometrových procesech, které zlepšily výkon tranzistorů a poté přidaly materiál bráněných oxidů - také nazývaný high-k metal gate - na procesech 45 nm a 32 nm.

Intel změnil tranzistorovou strukturu na 3D formu na 22 nm proces, aby mohl pokračovat ve zmenšování čipů. Nejnovější čipy o délce 22 nm obsahují tranzistory umístěné na sobě navzájem, což jim dává 3D podobu, spíše než vedle sebe, což je tomu v případě předchozích výrobních technologií.

Intel v minulosti udělal čipy pro sebe, ale v posledních dvou letech otevřel své výrobní závody, aby omezil počet žetonů pro společnosti jako Altera, Achronix, Tabula a Netronome. Minulý týden Intel jmenoval bývalého výrobního ředitele Briana Krzanicha generálnímu řediteli, který vyslal signál, že se může pokusit zpeněžit své továrny tím, že přijme větší smlouvy na výrobu čipů. Název společnosti Apple se objevil jako jeden z možných zákazníků společnosti Intel.

Vývoj ve výrobě společnosti Intel také koreluje s potřebami trhu. S oslabením trhu s počítačem učinila společnost Intel za prioritu vydávání energeticky úsporných čipů Atom pro tablety a smartphony založené na nejnovějších výrobních technologiích. Očekává se, že Intel začne dodávat Atomové čipy vyrobené pomocí procesu 22 nm v průběhu letošního roku, následovaný čipy vyrobenými v příštím roce pomocí procesoru 14 nm.

Intel tento týden oznámil, že budoucí 22-nanometrické Atom čipy založené na novém architektura s názvem Silvermont bude až třikrát rychlejší a pětkrát výkonnější než předchůdci s využitím staršího procesu 32 nm. Atomové čipy zahrnují Bay Trail, který bude v letošním roce použit v tabletách. Avoton pro servery; a Merrifield, kvůli chytrým telefonům. Intel se snaží dohnat ARM, jehož procesory se dnes používají ve většině smartphonů a tabletů.

Proces zvětšování velikosti čipů bude vyžadovat spoustu nápadů, z nichž mnohé se formují ve výzkumu na univerzitě, který je financován čipovými tvůrci a sdružení výrobců polovodičů, řekl Holt. Některé z myšlenek se točí kolem nových tranzistorových struktur a také materiálů, které nahrazují tradiční křemík.

"Kmen je jedním příkladem, který jsme dělali v minulosti, ale použití germánií místo křemíku je určitě možnost, která se zkoumá., jít na III-V materiál poskytuje výhody, "řekl Holt. "A potom existují nové přístroje, které jsou hodnoceny, stejně jako různé formy integrace."

Rodina materiálů III-V zahrnuje arsenid galliu.

Výzkum probíhá také u společností, jako je IBM, grafenové procesory, uhlíkové nanotrubice a optické obvody v procesorech s křemíkem.

Národní vědecká nadace americké vlády vede úsilí s názvem "Věda a inženýrství za Mooreovým zákonem" a financuje výzkum výroby, nanotechnologie, vícejádrových čipů a vznikajících technologií, jako je kvantum výpočet.

Intel

Někdy neděláme okamžité změny, je dobrý nápad, řekl Holt a poukazuje na přechod společnosti Intel na měděné propojení v procesu 180 nm. Intel byl pozdní stěhování mědi, což Holt řekl, že bylo správným rozhodnutím v té době. "" Ten přístrojový přístroj v tom okamžiku nebyl dostatečně zralý. "Lidé, kteří se přestěhovali, [brzo] bojovali mocně," řekl Holt, že Intel také udělal pozdní přechod na ponornou litografii, která ušetřila společnost miliony amerických dolarů.

V době, kdy se Intel přestěhoval do ponorné litografie, byl přechod hladký, zatímco začínající osvojitelé bojovali. pro výrobce čipů je 450 mm oplatky, což umožní, aby byly v továrnách vyráběny více čipů za nižší cenu. Intel v červenci loňského roku investoval 2,1 miliardy dolarů do ASML, výrobce nástrojů, aby umožnil menší čipové okruhy a větší oplatky. Po vedení společnosti Intel TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.) a Samsung také investovali do ASML. Někteří zákazníci společnosti TSMC zahrnují společnosti Qualcomm a Nvidia, které navrhují čipy založené na procesorech ARM.

Investice společnosti Intel do ASML byla také spojena s vývojem nástrojů pro implementaci technologie EUV (extrémní ultrafialové záření), která umožňuje více tranzistorů křemík. EUV zkracuje rozsah vlnových délek potřebných k přenosu vzorků obvodů na křemíku pomocí masky. To umožňuje vytvářet jemnější obraz na oplátkách a čipy mohou nést více tranzistorů. Technologie je považována za rozhodující pro pokračování Moora zákona.

Holt nemohl předvídat, kdy se Intel přesune na 450 milimetrové oplatky a doufal, že to přijde do konce desetiletí. EUV se ukázala jako náročná, řekl, a dodal, že před implementací musí existovat technické problémy.

Nicméně, Holt byl přesvědčen o schopnosti Intel snížit a zůstat před konkurencí jako TSMC a GlobalFoundries, které se snaží dohnat výrobu s realizací 3D tranzistorů v jejich 16-nm a 14-nm procesech, resp. rok. Ale Intel postupuje na druhou generaci 3D tranzistorů a na rozdíl od svých konkurentů také zmenšuje tranzistor, který mu dá výrobní výhodu.

Když se o svých soupeřích vyjádřil Holt, řekl: "Jelikož jsou poměrně čestní a otevřeni se chystáte zastavit škálování oblastí, nebudou zažívat úsporu nákladů. Budeme i nadále mít významný okraj v tranzistorovém výkonu. "