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[科普知识] 半导体节点定义

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-2-8 04:51
  • 签到天数: 1811 天

    [LV.Master]无

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    楼主
     楼主| 发表于 2024-9-18 23:58:46 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑 ' v3 n9 g5 c) f& G2 S) Z' w1 H

    & D6 S! u% i, W/ b+ R9 b4 U/ v- ^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。
    4 S* G& D5 [  a6 G) J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:  v- W4 C* k6 A! w: B0 ]7 q3 j

    0 G+ B/ _9 W0 f  R! g' Z# h4 t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。) j; f6 F: `6 s1 r
    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。
    5 B! J# \  I" L2 V" z8 J% @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。' E2 J/ u$ |5 O* I0 `1 ^
    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。, ?3 Z( I' N; s# P* T
    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。4 X8 A# J" b9 d7 c# s
    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。
    8 N! [% M) T: v) }5 J

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    该用户从未签到

    沙发
    发表于 2024-9-19 00:27:53 | 只看该作者
    这个真是太好了!总算真正明白了。
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
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    [LV.1]炼气

    板凳
    发表于 2024-9-19 15:52:55 | 只看该作者
    搞个图就一目了然了。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-9-2 01:57
  • 签到天数: 37 天

    [LV.5]元婴

    地板
    发表于 2024-9-19 20:22:11 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-9-19 15:52" n9 J- X1 ^0 ?- H. W8 c
    搞个图就一目了然了。

    ) ~. w/ S$ D/ Q7 f% p想进一步图文并茂科普的话请移步下面的链接
    ; E% c8 @1 t% }' j" V; t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
    " V$ ~% w* S) s$ \! ~3 g& t晶体管基本概念 https://juejin.cn/post/7010690489741475847

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    参与人数 1爱元 +4 收起 理由
    唐家山 + 4 谢谢分享

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-2-8 04:51
  • 签到天数: 1811 天

    [LV.Master]无

    5#
     楼主| 发表于 2024-9-19 23:44:47 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-9-18 23:52- R! W& E3 `- o5 W" l
    搞个图就一目了然了。
    ; [. i: S6 L( A  `; @$ V4 q. I
    一直没学会搞图床。。。
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  • TA的每日心情
    开心
    17 小时前
  • 签到天数: 3752 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2024-9-20 04:16:26 | 只看该作者
    上学时候学过。。。后来做电力, 不接触这个了
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