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标题: 半导体节点定义 [打印本页]

作者: moletronic    时间: 2024-9-18 23:58
标题: 半导体节点定义
本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑
) Z6 L7 ^1 Y# [/ ?
- X+ L( U2 [8 s$ C1 }看到大家讨论光刻机的时候对XXnm节点有些疑惑,这里解释一下。
5 M* M, T& \/ }7 o" i& @! @; ]其实我们说的XXnm都是逻辑电路这边的。顾名思义,逻辑电路就是执行逻辑运算的,而各种逻辑运算的器件都可以用反相器(非门)为基础得到。在大规模集成电路里最基本的器件就是反相器,而一个反相器是由一个P型场效应管(MOSFET)串联一个N-MOS得到的。反相器切换的速度跟MOS管的饱和电流成正比。所以要提高半导体器件的性能就要提高MOS的饱和电流。MOS的饱和电流公式:( l  c3 e6 t3 N, {+ N2 U
[latex]I_{D}=\frac{\mu_{n}C_{ox}}{2}\frac{W}{L}\left( V_{GS}-V_{th} \right)^{2}[/latex]
' {; h& J+ r' |1 L这里D是漏极,S是源极,G是栅极。un是电子迁移率,Cox是栅极下面形成的电容大小,Vth是阈值电压(MOS管形成导电通道),W是栅极宽度,L是栅极长度。) ~, P& Z4 k5 ~9 D( S4 I0 Q9 W/ a( @# [
我们平常说的XXnm节点就是栅极长度,所以工艺进步就是要减小L。
+ E1 x4 f% t6 `1 o提高W也可以提高ID,但这会增大器件面积,减小器件密度,所以不会做。- L5 o, x# J8 B* }, o! @
现在常说的FinFET/GAA等于往三维方向增大W,不会增大器件面积。增大W可以等效认为减小L,现在节点的数值比实际器件栅极长度小有部分就是靠这个来的。$ O0 e0 C; E& m/ H: W+ ?$ g$ T9 f+ W
现在减小尺寸的主要动力是降功耗,P=IV,电流不能降因为要保持高频,所以降电压的同时要降L。$ x9 u* D9 r3 D1 E# C0 W
近十几年牙膏厂CPU的主频就没升过,就是因为ID稳定的原因,而90年代主频是一直在升的。
& d+ m8 T- T2 f& w( t+ l: S/ [2 @
作者: WiFi    时间: 2024-9-19 00:27
这个真是太好了!总算真正明白了。
作者: 隧道    时间: 2024-9-19 15:52
搞个图就一目了然了。
作者: alaok    时间: 2024-9-19 20:22
隧道 发表于 2024-9-19 15:52
/ z- F0 M( S+ x; w* ~搞个图就一目了然了。

& L$ r( W5 m" z) q! x, w# N# d. Z想进一步图文并茂科普的话请移步下面的链接
, a) Q2 e9 p4 m5 f4 I, Y- z3 U晶体管的发展史:技术如何逼近极限?https://finance.sina.cn/2021-03-14/detail-ikkntiam1218666.d.html
. O" `' q/ \5 w, P3 @  d. P. f0 _晶体管基本概念 https://juejin.cn/post/7010690489741475847
作者: moletronic    时间: 2024-9-19 23:44
隧道 发表于 2024-9-18 23:52
, A2 ]7 Q4 Y- Y0 d2 K搞个图就一目了然了。

, ?0 F& J9 K5 O. U一直没学会搞图床。。。
作者: 马鹿    时间: 2024-9-20 04:16
上学时候学过。。。后来做电力, 不接触这个了




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