Bildiğimiz gibi bu yılın mart ayında TSMC, 5nm ürünlerinin pilot üretimine başladı. Bu, Tayvan'daki yeni Fab 18 fabrikasında gerçekleşti. 5nm çözümlerinin serbest bırakılması için. 5 nm N5 prosesi kullanılarak seri üretimin 2020 yılının ikinci çeyreğinde yapılması bekleniyor. Aynı yılın sonunda, üretken 5nm süreç teknolojisine veya N5P'ye (performans) dayalı çiplerin üretimi başlatılacak. Prototip çiplerin mevcudiyeti, TSMC'nin, şirketin Aralık ayında ayrıntılı olarak konuşacağı yeni süreç teknolojisine dayalı olarak üretilecek gelecekteki yarı iletkenlerin yeteneklerini değerlendirmesine olanak tanıyor. Ama zaten bir şeyler öğrenebilirsin TSMC tarafından IEDM 2019'da sunulmak üzere gönderilen özetlerden.
Detaylara geçmeden önce TSMC'nin daha önceki açıklamalarından bildiklerimizi hatırlayalım. 7 nm ile karşılaştırıldığında 5 nm yongaların net performansta %15 artış veya performansın aynı kalması durumunda tüketimde %30 azalma göreceği iddia ediliyor. N5P süreci, tüketimde başka bir %7 performans veya %15 tasarruf sağlayacaktır. Mantıksal elemanların yoğunluğu 1,8 kat artacaktır. SRAM hücre ölçeği 0,75 kat değişecektir.
5nm çiplerin üretiminde EUV tarayıcıların kullanım ölçeği olgun üretim seviyesine ulaşacak. Transistör kanal yapısı muhtemelen silikonla birlikte veya silikon yerine germanyum kullanılarak değiştirilecek. Bu, kanaldaki elektronların hareketliliğinin artmasını ve akımların artmasını sağlayacaktır. Proses teknolojisi çeşitli kontrol voltajı seviyeleri sağlar; bunların en yükseği, 25nm proses teknolojisiyle karşılaştırıldığında %7 performans artışı sağlar. G/Ç arayüzleri için transistör güç kaynağı 1,5 V ile 1,2 V arasında değişecektir.
Metalizasyon ve kontaklar için açık deliklerin üretiminde daha da düşük dirençli malzemeler kullanılacaktır. Ultra yüksek yoğunluklu kapasitörler, performansı %4 oranında artıracak metal-dielektrik-metal tasarımı kullanılarak üretilecek. Genel olarak TSMC, yeni düşük K izolatörlerine geçiş yapacak. Silikon levha işleme devresinde, bakır kullanan geleneksel Şam işleminin (30 nm'den küçük metal kontaklar için) kısmen yerini alacak yeni bir "kuru" işlem olan Metal Reaktif İyon Aşındırma (RIE) ortaya çıkacak. Ayrıca ilk defa, bakır iletkenler ile yarı iletken arasında bir bariyer oluşturmak (elektromigrasyonu önlemek için) için bir grafen tabakası kullanılacak.
IEDM'deki Aralık raporunun belgelerinden, 5nm çiplerin bazı parametrelerinin daha da iyi olacağını anlayabiliriz. Böylece mantık elemanlarının yoğunluğu daha da artarak 1,84 katına ulaşacak. SRAM hücresi de 0,021 µm2 alana sahip olacak ve daha küçük olacak. Deneysel silikonun performansıyla her şey yolunda - %15'lik bir artış elde edildi, ayrıca yüksek frekansların donması durumunda tüketimde olası %30'luk bir azalma elde edildi.
Yeni süreç, geliştirme sürecine ve ürünlere çeşitlilik katacak yedi kontrol voltajı değeri arasından seçim yapmayı mümkün kılacak ve EUV tarayıcıların kullanımı kesinlikle üretimi basitleştirecek ve daha ucuz hale getirecek. TSMC'ye göre EUV tarayıcılara geçiş, 0,73nm sürecine kıyasla doğrusal çözünürlükte 7 kat artış sağlıyor. Örneğin, ilk katmanların en kritik metalizasyon katmanlarını üretmek için beş geleneksel maske yerine yalnızca bir EUV maskesi ve dolayısıyla beş yerine yalnızca bir üretim döngüsü gerekli olacaktır. Bu arada, EUV projeksiyonunu kullanırken çip üzerindeki elemanların ne kadar düzgün ortaya çıktığına dikkat edin. Güzellik ve hepsi bu.
Kaynak: 3dnews.ru