TA的每日心情 | 开心 2023-2-8 04:51 |
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本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑
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/ v. U8 N/ a# N& |1 ^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。, s2 }7 K0 X. W% _% |2 @3 l) H4 L
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:
6 T) d4 ?3 p5 `4 L( M^{2})
# {$ d+ V$ j/ j& ^) j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。# d- b1 W+ Q0 h4 E) X. _
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。
* b+ B; y' e: s1 D6 @3 }4 c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。
) m u& L- |, ^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。+ _6 f, y/ l* r0 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。, B3 [4 d" X, N/ \' h$ l7 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。# v" s( R- Y; o% l
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