Za křemíkovou oponou
3.11.2003, , článek
Výzkum a výroba polovodičů a počítačových procesorů zvláště, prožívá během posledních třiceti let neustálý boom. Nyní se situace ještě přiostřuje a to díky dvěma kohoutům na jednom PC dvorku. Ano, jsou to Intel a AMD, kdo určuje takt, ale i oni mohou narazit na nečekané překážky.
Kapitoly článku:
- Za křemíkovou oponou
- Kdo drží trumfy
- Chytré technologie
Kdo drží trumfy
Byla by chyba si myslet, že jedinými hráči v poli navrhování procesorů a výrobních procesů jsou firmy Intel a AMD. Jsou tu i takoví giganti jako "velká modrá" IBM, která má nyní jeden z nejpokročilejších výrobních procesů na světě.
IBM produkuje procesory v továrně East Fishkill strojem Blue Logic Cu-08 umožňujícím až 90 nm a 72 milionů tranzistorů v osmi vrstvách technologií SOI (Silicon on Insulator) na 300 mm Si waferech. Firma nespí na vavřínech a již nyní se její odborníci snaží uvést do praxe technologii Strained Silicon a SSDOI (Strained Silicon Directly On Insulator), což je mix SOI a Strained Silicon.
AMD v době 250 nm procesorů K6 používala svůj vlastní proces, ale k udržení konkurenceschopnosti v 180 nm procesu a níže, si musela licencovat od Motoroly její HiPerMOS7 (HiP7). HiPerMOS7 nativně pracuje na 180 nm procesu (pomocí "Phase Shiftingu" je schopen tvořit struktury 130 nm a 90 nm) a je schopen zformovat až 9 vrstev spojů na křemíkovém waferu. K výrobě používá skenery s vlnovou délkou UV záření 248 nm a pro kritické spoje na čipu i 193 nm. Stávající vybavení AMD umožňuje vyrábět tranzistory s délkou kanálu 80 nm a tloušťkou 1.8/2.5 nm při zachování 130 nm jemnosti výroby. Proces je již dnes schopen jak vidíme na AMD64 řadě procesorů, produkovat procesory technologií SOI, i když je tuto implementaci HiP7 třeba doladit, protože svůj potenciál před inženýry zatím AMD schovává a frekvence procesorů AMD64 roste pomalu a jen při velkém úsilí specialistů firmy. Již nyní se připravuje poslední mutace licencovaného technologického procesu fy. Motorola a to je HiP8. Už teď HiP8 vyrábí zkušební vzorky procesorů 90 nm procesem, na 300 mm waferech samozřejmě se SOI. Na procesorech vytvářených technologiemi 65 a 45 nm bude již AMD spolupracovat s IBM, o které se dá říct, že je špičkou v oboru. A dál, snad SSDOI + Bi či TriGate tranzistory, ale to je ještě velmi daleko.
Intel nepotřebuje nyní žádné "trumfy", i když jich má více než dost. Má totiž peníze, hodně peněz a i jeden vyloženě špatný design procesoru by ho nesrazil na kolena (prosím nechápejte to jako že bych Pentium 4 či Itanium považoval za špatný design, tím opravdu nejsou). Přesto bych rád nahlédl pod pokličku i tomuto gigantovi. Procesory Pentium 4 (jádro Northwood) jsou vyráběny strojem P860 technologií 130 nm na 300 mm waferech. Rozumějte, Intel prostě musel přejít na 300 mm wafery při 130 nm procesu, protože jak si většina pamatuje, tak P4 Willamette mělo při 180 nm procesu obrovskou plochu jádra (217 mm2 ) a hřálo až hrůza. Stroj P860 vyrábí tranzistory s délkou kanálu 70 nm a jeho tloušťkou 1.5/2.4 nm, což by se mohlo zdát jistou výhodou. Není to ale úplně tak jisté, jelikož je tranzistor tak malý, klade větší nároky na přesnost Fotolitografické masky a tím zvyšuje její cenu (jemnost technologie výroby je určována velikostí tranzistorů, ale také jejich vzdáleností od sebe). P860 je takto schopen vytvořit 6 vrstev vodičů a tranzistorů. I mocný Intel je nyní sužován konkurencí v podobě AMD a snad nyní i Transmety (nový Efficeon vypadá velmi slibně) a tak své koně musí hnát čím dal rychleji. Nový stroj nesoucí označení P1262 je schopen vyrábět komponenty 90 nm technologií na 300 mm waferech s přídavkem Strained Silicon. Intel má samozřejmě i jiné technologie, ale třeba SOI si schovává až pro TriGate tranzistory.
Popsal jsem zde technologie tří hlavních hráčů v procesorovém průmyslu, a snad jen Motorolu ne, její popis je takřka zahrnut v technologiích, které si od ní licencovala AMD. Ve světě působí i jíní výrobci, jako třeba Fujitsu, Via, TSMC a UMC (které si také pohrává s myšlenkou Strained Silicon). Avšak výše zmínění jsou tak nějak v závětří "Velké čtverky".
Byla by chyba si myslet, že jedinými hráči v poli navrhování procesorů a výrobních procesů jsou firmy Intel a AMD. Jsou tu i takoví giganti jako "velká modrá" IBM, která má nyní jeden z nejpokročilejších výrobních procesů na světě.
IBM produkuje procesory v továrně East Fishkill strojem Blue Logic Cu-08 umožňujícím až 90 nm a 72 milionů tranzistorů v osmi vrstvách technologií SOI (Silicon on Insulator) na 300 mm Si waferech. Firma nespí na vavřínech a již nyní se její odborníci snaží uvést do praxe technologii Strained Silicon a SSDOI (Strained Silicon Directly On Insulator), což je mix SOI a Strained Silicon.
AMD v době 250 nm procesorů K6 používala svůj vlastní proces, ale k udržení konkurenceschopnosti v 180 nm procesu a níže, si musela licencovat od Motoroly její HiPerMOS7 (HiP7). HiPerMOS7 nativně pracuje na 180 nm procesu (pomocí "Phase Shiftingu" je schopen tvořit struktury 130 nm a 90 nm) a je schopen zformovat až 9 vrstev spojů na křemíkovém waferu. K výrobě používá skenery s vlnovou délkou UV záření 248 nm a pro kritické spoje na čipu i 193 nm. Stávající vybavení AMD umožňuje vyrábět tranzistory s délkou kanálu 80 nm a tloušťkou 1.8/2.5 nm při zachování 130 nm jemnosti výroby. Proces je již dnes schopen jak vidíme na AMD64 řadě procesorů, produkovat procesory technologií SOI, i když je tuto implementaci HiP7 třeba doladit, protože svůj potenciál před inženýry zatím AMD schovává a frekvence procesorů AMD64 roste pomalu a jen při velkém úsilí specialistů firmy. Již nyní se připravuje poslední mutace licencovaného technologického procesu fy. Motorola a to je HiP8. Už teď HiP8 vyrábí zkušební vzorky procesorů 90 nm procesem, na 300 mm waferech samozřejmě se SOI. Na procesorech vytvářených technologiemi 65 a 45 nm bude již AMD spolupracovat s IBM, o které se dá říct, že je špičkou v oboru. A dál, snad SSDOI + Bi či TriGate tranzistory, ale to je ještě velmi daleko.
Intel nepotřebuje nyní žádné "trumfy", i když jich má více než dost. Má totiž peníze, hodně peněz a i jeden vyloženě špatný design procesoru by ho nesrazil na kolena (prosím nechápejte to jako že bych Pentium 4 či Itanium považoval za špatný design, tím opravdu nejsou). Přesto bych rád nahlédl pod pokličku i tomuto gigantovi. Procesory Pentium 4 (jádro Northwood) jsou vyráběny strojem P860 technologií 130 nm na 300 mm waferech. Rozumějte, Intel prostě musel přejít na 300 mm wafery při 130 nm procesu, protože jak si většina pamatuje, tak P4 Willamette mělo při 180 nm procesu obrovskou plochu jádra (217 mm2 ) a hřálo až hrůza. Stroj P860 vyrábí tranzistory s délkou kanálu 70 nm a jeho tloušťkou 1.5/2.4 nm, což by se mohlo zdát jistou výhodou. Není to ale úplně tak jisté, jelikož je tranzistor tak malý, klade větší nároky na přesnost Fotolitografické masky a tím zvyšuje její cenu (jemnost technologie výroby je určována velikostí tranzistorů, ale také jejich vzdáleností od sebe). P860 je takto schopen vytvořit 6 vrstev vodičů a tranzistorů. I mocný Intel je nyní sužován konkurencí v podobě AMD a snad nyní i Transmety (nový Efficeon vypadá velmi slibně) a tak své koně musí hnát čím dal rychleji. Nový stroj nesoucí označení P1262 je schopen vyrábět komponenty 90 nm technologií na 300 mm waferech s přídavkem Strained Silicon. Intel má samozřejmě i jiné technologie, ale třeba SOI si schovává až pro TriGate tranzistory.
Popsal jsem zde technologie tří hlavních hráčů v procesorovém průmyslu, a snad jen Motorolu ne, její popis je takřka zahrnut v technologiích, které si od ní licencovala AMD. Ve světě působí i jíní výrobci, jako třeba Fujitsu, Via, TSMC a UMC (které si také pohrává s myšlenkou Strained Silicon). Avšak výše zmínění jsou tak nějak v závětří "Velké čtverky".
.webp)
