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Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

時間:2020-08-13 21:28:17
  • 來源:快科技
  • 作者:上方文Q
  • 編輯:liyunfei

這些年,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的日益復(fù)雜化,先進制造工藝的推進越來越充滿挑戰(zhàn)性,同時由于沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準,不同廠商的“數(shù)字游戲”讓這個問題更加復(fù)雜化,也讓大量普通用戶產(chǎn)生了誤解。

作為半導(dǎo)體行業(yè)的龍頭老大,Intel曾經(jīng)一直站在先進制造工藝的最前沿,領(lǐng)導(dǎo)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,但是近兩年,Intel似乎大大落伍了,14nm常年苦苦支撐,10nm一再推遲而且無法達到高性能,7nm最近又跳票了……

三星、臺積電則非常活躍,8nm、7nm、6nm、5nm……一刻不停。盡管很多行業(yè)專家和Intel都一再強調(diào),不同工廠的工藝沒有直接可比性,“數(shù)字游戲”更是誤導(dǎo)人,在很多人心目中Intel似乎真的落伍了。但這是真的嗎?當然不是。

Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

Intel今天就拋出了一枚重磅炸彈,10nm工藝節(jié)點上加入了全新的“SuperFin”晶體管,實現(xiàn)了歷史上最大幅度的節(jié)點內(nèi)性能提升,僅此一點就足以和完全的節(jié)點跨越相媲美。簡單地說,SuperFin的加入,幾乎等效于讓10nm變成(真正的)7nm!

歷史上,Intel一直在晶體管這一對半導(dǎo)體工藝的基石進行變革創(chuàng)新,比如90nm時代的應(yīng)變硅(Strained Silicon)、45nm時代的高K金屬柵極(HKMG)、22nm時代的FinFET立體晶體管。

Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

即便是飽受爭議的14nm工藝,Intel也在一直不斷改進,通過各種技術(shù)的加入,如今的加強版14nm在性能上相比第一代已經(jīng)提升了超過20%,堪比完全的節(jié)點轉(zhuǎn)換。

Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

在這一代的10nm工藝節(jié)點上,Intel同樣融入了諸多新技術(shù),比如自對齊四重曝光(SAQP)、鈷局部互連、有源柵極上接觸(COAG)等等,但它們帶來的挑戰(zhàn)也讓新工藝的規(guī)模量產(chǎn)和高良品率很難在短時間內(nèi)達到理想水平。

Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

盡管如此,Intel也沒有追隨改名打法,而是繼續(xù)從底層技術(shù)改進工藝。

在最新的加強版10nm工藝上,Intel將增強型FinFET晶體、Super MIM(金屬-絕緣體-金屬)電容器相結(jié)合,打造了全新的SuperFin,能夠提供增強的外延源極/漏極、改進的柵極工藝,額外的柵極間距。

Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

SuperFi在技術(shù)層面是相當復(fù)雜的,這里我們就長話短說,只講講它的主要技術(shù)特性,以及能帶來的好處,也就是如何實現(xiàn)更高的性能,簡單來說有五點:

1、增強源極和漏極上晶體結(jié)構(gòu)的外延長度,從而增加應(yīng)變并減小電阻,以允許更多電流通過通道。

2、改進柵極工藝,以實現(xiàn)更高的通道遷移率,從而使電荷載流子更快地移動。

3、提供額外的柵極間距選項,可為需要最高性能的芯片功能提供更高的驅(qū)動電流。

4、使用新型薄壁阻隔將過孔電阻降低了30%,從而提升了互連性能表現(xiàn)。

5、與行業(yè)標準相比,在同等的占位面積內(nèi)電容增加了5倍,從而減少了電壓下降,顯著提高了產(chǎn)品性能。

該技術(shù)的實現(xiàn)得益于一類新型的高K電介質(zhì)材料,它可以堆疊在厚度僅為幾埃米(也就是零點幾納米)的超薄層中,從而形成重復(fù)的“超晶格”結(jié)構(gòu)。這也是Intel獨有的技術(shù)。

Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

Intel聲稱,通過SuperFin晶體管技術(shù)等創(chuàng)新的加強,10nm工藝可以實現(xiàn)節(jié)點內(nèi)超過15%的性能提升!

Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

當然,一如之前的各代工藝,Intel 10nm也不會到此為止,后續(xù)還會有更多大招加入,繼續(xù)提升性能——看起來還是10nm,但已經(jīng)不再是簡單的10nm。

10nm SuperFin晶體管技術(shù)將在代號Tiger Lake的下一代移動酷睿處理器中首發(fā),現(xiàn)已投產(chǎn),OEM筆記本將在今年晚些時候的假日購物季上市。

Intel 10nm SuperFin變革晶體管:性能提升超15%

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