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乐橙网页版:GlobalFoundries公布7nm工艺细节:最大芯片尺寸700mm²,2018年量产
来源:官网入口    发布时间:2020-11-16 00:13:01
本文摘要:电压为0.65-1V,高于使用14纳米工艺的芯片。

电压为0.65-1V,高于使用14纳米工艺的芯片。此外,7LP芯片还提供更丰富的门控制功能。7LP工程在传输成本和大小增加方面取得的进展不多。

另一方面,7纳米DUV与14LPP工艺相比,芯片尺寸最多可增加50%。考虑到后者使用的是20纳米后端流程网络线路系统,这并不奇怪。但是,7 nm DUV包含多个层,因此拒绝3-4中的图形。GlobalFoundries回应说,根据方案的不同,7纳米DUV不能将芯片功耗减少30%至45%。

GlobalFoundries将7nm工程称为7LP,因为它被定为高性能应用程序,在一定程度上是智能手机的SOC芯片,这与台积电勘探7nm工程的方向不同。GlobalFoundries的目的7LP技术生产还包括用作高性能计算的CPU、GPU、移动SoC、航空航天、国防和汽车的高性能芯片。

也就是说,GlobalFoundries除了提高晶体管密度(主流设计最高1700万门/mm2)和频率外,还需要将7LP芯片从目前的650毫米第二次增加到约700毫米。事实上,仅次于芯片的大小很多的工具允许使用。

GlobalFoundries从几个季度前开始用7纳米工艺为客户生产测试芯片。该客户正在用于该芯片,并计划于2018年初量产该芯片。全球Foundries的客户目前使用版本0.5的7纳米工艺设计套件(PDK),今年晚些时候将发布类似的最终版本v. 0.9版本的PDK。

需要注意的是,AMD这样的大客户即使没有GlobalFoundries的最后版本PDK,CPU和GPU的研发工作也可以进行到特定节点。因此,GlobalFoundries在说计划商用7nm工程时,主要是指fabless供应商等早期用户。GlobalFoundries的7LP平台除了PDK之外,还计划为ARM CPU IP、高速SerDes(包括112G)和2.5D/3DPCB选项提供丰富的许可证包。

对于大型客户,GlobalFoundries准备在2018年商业化7纳米DUV流程。Fab 8已经为7LP计划量产,今年年初GlobalFoundries宣布计划扩大Fab 8的生产能力。

目前,Fab 8的晶圆月生产能力预计扩大到约60,000块,然后14LPP的产量将减少20%。GlobalFoundries的扩张计划也不包括扩张工厂。

也就是说,您希望通过添加高级设备的扫描仪减少工作效率。GlobalFoundries没有公开使用的设备的详细信息,但预计享受更高的输入和更强的应用领域,探索性能的新扫描仪在基于四重图像生产7nmDUV时也能起到自由选择层的作用。(威廉莎士比亚、Northern Exposure(美国电视剧)、Global Foundries)Global Foundries除了高级设备ASML TWINSCAN NXT DUV设备外,还将于今年下半年在Fab 8上安装TWINSCAN NXT这一点很重要,因为现在Waper工厂仍然不用在EUV工具上。另外,由于照明等原因,EUV设备比DUV设备占用更多的空间。

EUV:还有很多问题。在超薄工艺中使用多图像技术是芯片生产行业需要使用13.5纳米极紫外波长光刻的原因之一。芯片生产行业仍然致力于开发限于量产的EUV工具,最近取得了很大进展,但EUV尚未建立规模。

这就是为什么GlobalFoundries对多代EUV持谨慎态度。请记住,GlobalFoundries没有指定7nm过程的重复月份名称,只是指“符合EUV标准的7LP平台”。因此,在本文中代表7纳米工艺的世代,只是为了方便大家的解释。

据悉,ASML已经开发了几代EUV扫描仪,展示了205瓦的照明。最近升级的TWINSCAN NXE扫描仪的可用性已经达到60%,根据GlobalFoundries的说法,已经超过了可以开始部署的水平。TWINSCAN NXE扫描仪的可用性最终将提高到与DUV工具完全匹配的90%。

但是与此同时,EUV光口罩的保护膜、口罩不足、EUV内植剂方面仍然没有主要原因。另一方面,目前的保护膜被限制在每小时85个芯片的生产率(WpH),GlobalFoundries今年的计划超过125WpH。这意味着现有的保护膜不能承受量产所需的强光源。

保护膜的任何遗漏都可能影响芯片,明显减少产量。英特尔此前展示了能经受最多200次晶片曝光的胶卷光口罩,这些胶卷什么时候能量产还不得而知。

另一方面,由于耐蚀剂的缺陷,高功率光源必须符合所需的线性边缘粗糙度(LER)和均匀分布的局部临界尺寸(CD)。第一代7纳米EUV技术:产量增加,周期延长,GlobalFoundries将EUV放入自由选择层,开始增加多图像使用(可能的话完全去除四重图像),从而提高产量。

目前还不知道用EUV工具开始生产的时间,必须等到“准备”。但是,由于EUV工具似乎要到2018年才准备好,因此推测GlobalFoundries到2019年才会用于EUV技术是合乎逻辑的。这很有意义,因为它使GlobalFoundries能够提高客户的产品,更好地理解将EUV应用于量产的方法。

理想情况下,GlobalFoundries可以使用7nm EUV技术生产为7 nm DUV设计开发的多图像芯片。但是要牢记两件事。

首先,半导体开发商每年都会发布新产品。第二,GlobalFoundries首先公布了第一个7纳米DUV芯片几个季度后,才会将EUV工具放入生产过程中。因此,GlobalFoundries生产的第一个基于EUV的芯片很有可能是全新的设计,而不是原来使用整个DUV工艺生产的芯片。

第二代7nmEUV工艺:晶体管密度高的GlobalFoundries将于何时销售下一代7nm EUV工艺,取决于不同行业需要解决EUV口罩、保护膜、CD均匀分布、LER等问题的速度。GlobalFoundries的第二代7纳米EUV生产技术不能提供更好的LER和分辨率。

期待构建更高的晶体管密度、更低的功耗和更高的性能。这个过程后面的技术仍然是实验性的,但GlobalFoundries没有提及什么时候解决问题所面临的问题,以及应该得到适合客户的服务。

最后,第三代7LP可以引入新的设计规则,以构建更小的尺寸、更高的频率和更低的功耗。我期待这一代技术的过渡性要求能与IC设计师顺利接触。但是大部分设计师仍然在DUV上使用。

但是,GlobalFoundries是否需要在Fab 8上以第二代7 nm EUV进程安装TWINSCAN NXE扫描仪,则无法确认。5纳米EUV:可调栅极-GAA FETGlobalFoundries发布7LP平台计划的一周前,IBM及其研究联盟的合作伙伴(GlobalFoundries和Samsung)推出了使用5纳米工艺生产的晶圆。

Waper上的IC由硅纳米芯片晶体管(也称为GAA FET)制成,未来可能也可以用作半导体模块的构建。当然,下一个问题是要等到什么时候。

IBM、GlobalFoundries和Samsung开发的GAA FET技术用每晶体管4扇门填充硅纳米芯片。GAA FET技术的核心是,纳米芯片的宽度可以在单个生产过程或设计阶段进行调整,微调芯片的性能和功耗。IBM主张,与10纳米工艺相比,5纳米工艺需要以相同的功耗和复杂性提高40%的性能,或者以相同的频率和复杂性降低75%的功耗。

但是要记住,尽管IBM重新加入了研究联盟,但GlobalFoundries和三星研发工艺的现实工程进度并没有反映出来。IBM、GlobalFoundries和三星主张在EUV用于调整GAA FET。

这三家公司很有逻辑,因为它们在SUNY理工大学的NanoTech综合大楼对ASML TWINSCAN NXE扫描仪启动了研发工作。假设需要获得技术上准确的CD、LER、周期等,用DUV设备生产GAA FET是不现实的。

但是,5纳米工艺设计依赖EUV工具的程度还需要仔细观察。研究联盟的三大成员都没有提及5纳米量产的时间框架,但人们普遍认为5纳米EUV最早将是2021年。总之,最近发表的一系列公告显示,EUV技术更有可能进入实验室实施批量生产。

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过去几周,GlobalFoundrie和他的两个合作伙伴发表了一些公告,声称EUV技术是未来的一部分,但这并不意味着他们没有B计划3354多形象方案。目前,EUV技术是中期计划的一部分,而不是长期计划。尽管如此,没有必要说EUV投入量生产的最后一天。

我们唯一能说的就是要等到“准备好了”。正如GlobalFoundries前面所说,将EUV设备放入生产过程是一个渐进的过程。今年计划安装两台扫描仪,用作下几个季度的量产,但除此之外没有公布更多信息。

尽管EUV技术前景光明,但相关技术尚未到成熟期,没有人告诉我们什么时候能满足量产所需的适当指标。说到7LP平台,7LP平台必须反对超低电压(0.65 V),并且能够胜任移动应用程序,这一点很有趣。

全球食品(GlobalFoundries)不像其他芯片制造商一样位于移动SOC,而是主要位于高性能应用程序。从性能/功率/芯片面积来看,7LP生产工艺似乎很有竞争力,但GlobalFoundries的合作伙伴将如何使用该技术还需要仔细观察。


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