Что год грядущий нам готовит? 32 нанометра!

2007 год стал дважды знаменательным для полупроводниковой промышленности. Во-первых, благодарное человечество отметило знаменательную дату – шестидесятилетие изобретения транзистора, положившего начало современной компьютерной технике. Во-вторых, совершен истинный прорыв в конструировании и технологии транзисторов, фактически создана новая технология.

Как сообщает журнал ПерсТ, ступор традиционной кремниевой технологии возник, когда перед учеными встала задача достижения 45-нанометрового (нм) размера элементов и пропорционального уменьшения толщины подзатворного диэлектрика (диоксида кремния - SiO2) до 2 нм. При этом требовалось, чтобы токи утечки были приемлемыми.

Более 600 исследователей компании Интел (Intel) работали над преодолением ситуации в течение нескольких лет с невероятным напряжением и энтузиазмом. Было перебрано множество новых материалов для изолятора с более высокой диэлектрической постоянной и для проводящих слоев, в частности, металлов для затворов PMOS и NMOS транзисторов. В январе 2007 г. Интел заявила о завершении разработки, а в ноябре приступила к серийному выпуску и поставкам новых процессоров семейства Penryn.

На прошедшей 10-12 декабря с.г. в Вашингтоне конференции по электронным приборам (International Electron Device Meeting - IEDM’2007) Интел раскрыла некоторые детали разработки.

Транзистор имеет общую физическую длину затвора 35 нм, эффективную толщину подзатворного диэлектрика 1.0 нм и девятислойные медные межсоединения. Точный состав диэлектрических и проводящих материалов компания пока не раскрывает.

О разной степени готовности 45-нм технологии заявляют сегодня и основные конкуренты Интел. Например, компания AMD (Advanced Micro Devices Inc.) планирует приступить к производству 45-нм чипов в первой половине 2008 г. и начать поставки процессоров на их основе во второй половине 2008г.; Тошиба (Toshiba) совместно с Сони (Sony) планируют перевести на 45 нм процессор ''Cell'' к концу 2008 г.; NEC планирует приступить к массовому производству 45-нм динамической оперативной памяти (DRAM) к марту 2009 г.. И, наконец, компания Ситроникс (Зеленоград) приступит к разработке 65- и 45-нм чипов (на 300 мм подложках) с января 2008 г., и планирует начать их массовое производство с октября 2009 г. Компания получила от Министерства экономического развития и торговли РФ 2.3 млрд. долл. на строительство фабрики по их производству. Сегодняшний уровень Ситроникс – запуск 180-нм технологического процесса для смарт-карт (в кооперации с компанией STMicroelectronics), массовое производство которых планируется к концу 2008 г.

Очевидно, в 2008г. конкуренция за преодоление 32-нм барьера станет еще более жесткой. «32 нм» позволит вдвое увеличить число транзисторов на чипе и снизить потребляемую мощность на 45%, (в сравнении с «45 нм»). Это повлечет за собой снижение стоимости устройств и дальнейшее совершенствование мобильной техники.

Судя по данным, представленным на конференции IEDM’2007, лидеры (Интел, «IBM и партнеры», TSMC) наступают на пятки друг другу. Однако успех 32-нм технологии определят не только интеллектуальные усилия ученых. Не менее важной станет способность компаний вложить в разработку процесса значительные инвестиции. За последнее десятилетие стоимость строительства современной полупроводниковой фабрики выросла на 250%, а стоимость разработки современного микропроцессора возросла на 400%. Разработка 32-нм технологического процесса оценивается аналитиками в 3 млрд. долл. (что в 2 раза выше стоимости разработки 65-нм технологии), а стоимость фабрики по выпуску 32-нм чипов – в 3.5 млрд. долл.

На фоне таких фантастических сумм становится понятным стремление злейших конкурентов к консолидации и сотрудничеству – совместным исследованиям и разработкам; созданию совместных текущих производств.