Hoofdcategorieën
Device Settings

Intel toont lithografie-roadmap

Door Willem de Moor, dinsdag 23 februari 2010 19:27, views: 17.721

Intel heeft een tipje van de sluier opgelicht over zijn plannen op lithografisch gebied voor chipproductie. Tijdens een bijeenkomst over lithografische technieken liet Intel weten te verwachten de huidige technieken voorlopig te kunnen blijven gebruiken.

Natte, of  immersieve lithografieVoor 45nm-lithografie gebruikt Intel lichtbronnen met een golflengte van 193nm. Voor zijn nieuwste 32nm-chips wordt dezelfde golflengte gebruikt, maar om de kleinere structuren te kunnen etsen dompelt Intel de wafers onder: deze techniek wordt immersielithografie genoemd.

De volgende generatie 22nm-processors staat ook al op de rol; Intel liet in oktober vorig jaar tijdens het IDF al de eerste wafers op deze zogeheten 'node' zien. In 2013 zouden dan de eerste 15nm-chips moeten volgen.

Zowel het 22nm- als het 15nm-procedé zou, zo voorspelde Intel al in juni vorig jaar, met immersielithografie met 193nm-licht gerealiseerd kunnen worden, al dan niet in combinatie met dubbele etspatronen. De volgende node, 11nm, zou aanvankelijk niet haalbaar zijn met uv-lithografie met maskers, maar Intel heeft inmiddels aangegeven dat 193nm-technologie mogelijk ook hiervoor gebruikt kan worden.

Immersielithografie zou tegen die tijd gecombineerd kunnen worden met andere technieken, zoals  euv-lithografie. Intel wilde die techniek, op basis van ultraviolet licht met een golflengte van slechts 13,5nm, al voor de 22nm-node gebruiken. De techniek blijkt echter niet zo eenvoudig te implementeren.

Toch laat Intel euvl niet verstoffen: het zou in combinatie met immersielithografie toch voor de 11nm-node gebruikt kunnen worden. Een andere kandidaat in de door Intel voorgestelde 'mix and match'-strategie zou een maskerloos proces zijn. De euvl-techniek zou zich in 2011 of 2012 als alternatief moeten bewijzen; de maskerloze techniek zou tot 2012 de tijd hebben.

Volgende 20:03 Video: Red Steel 2 - Hidden Moves
Vorige 18:31 Lenovo brengt Core i7 naar 12"-tablet en dualscreen-laptop
Advertentie

Reacties

«  1  2  »

Hmm, hoe moet ik dit zien? Communiceren chips nu niet meer elektronisch met elkaar maar in plaats daarvan via lichtgolven?

Nee, chips, of eigenlijk de wafers waar de chips op zitten worden met behulp van lithografie gebakken/gestanst.

http://www.youtube.com/watch?v=ShYWUlJ2FZs

[Reactie gewijzigd door Reinman op dinsdag 23 februari 2010 19:36]


met behulp van lithografie gebakken/gestanst.
Geëtst is het juiste woord.
Lithografie is een combinatie van twee Griekse woorden: lithos = steen en grafo = schrijven. Schrijven, of graveren in steen (een hard oppervlak) dus. De 'steen' is in dit geval een dunne schijf silicium.

silicum word in de toekomst meschien vervangen door nano germanium.

in de toekomst gaan we wel die kant op, zoek maar op optical computing.
photons ipv electrons.

Alsof dit nieuws is.. kijk maar eens naar de roadmap van ASML, of van IBM bijvoorbeeld. Die 22nm node zonder euv is allang bekend, en op dit moment ook al werkelijkheid.

De 16nm node is wel nieuw. Veel bedrijven, waaronder tot voor kort ook Intel, hebben EUV voor de 16nm node op de planning staan. Intel geeft nu aan dat EUV niet op tijd klaar is, en dat ze dus 193nm lichtbronnen blijven gebruiken voor die node. Dat lijkt me toch zeker nieuws.

Om 11 nm met immersie te doen zijn 5-voudige patterning nodig, hetgeen betekent dat men voor een stap 5 belichtingen moet doen met huidige machines en dus voor eenzelfde output 5x meer apparatuur nodig heeft en 5x grotere fabs, etc. Tevens vraag ik mij af of H-V lijnen ineens kunnen wroden afgebeeld, hetgeen met EUV wel kan.

Het klinkt alsof je er veel verstand van hebt, dus ik begeef me op glad ijs.. maar neemt bij 11nm eenzelfde chip niet een kwart van de ruimte in? Oftewel: 5x zoveel werk per wafer, maar 4x zoveel chips per wafer? (dus 1,25x grotere fabs nodig voor dezelfde output)

Of werkt dat niet zo?

Heel kort door de bocht, en dan ook heel kort, maar wel duidelijk denk ik. :P

15x15 = 225

11x11 = 121

11nm tegenover 15nm scheelt dus nog niet de helft, om het maar even grofweg te zeggen.

heel eenvoudig gezegd gaan die wafers niet van grootte veranderen , maar doordat de chips kleiner worden kan er meer vanaf gehaald worden.
Vergis je niet deze techniek was al bekend in de vorige eeuw. het is echter nu pas mogelijk deze uit te voeren op grote schaal in massaproduktie.
quote:
An extreme ultraviolet (EUV) lithography tool using 13.4 nm radiation is being developed by a consortium of integrated circuit (IC) manufacturers to support 100 nm imaging for integrated circuit production. The 4×, 0.1 NA alpha tool has a > 1 µm depth of focus, all reflective optics, a xenon laser plasma source, and robust reflective masks. The technology is expected to support feature scaling down to 30 nm. ©1998 American Vacuum Society.

een output van 5x meer apparatuur is natuurlijk onzin. met EUV zijn er alleen andere onderdelen nodig voor de tmsc machine (welke overigens in nederland word gemaakt). deze gebruikt dezelfde 2 pass standaard als de huidige gebruikte 193nm lithografie

Over onzin gesproken, xenon bronnen gebruiken we allang niet meer vanwege de lage conversie efficiency. We maken gebruik van tin plasma, in zowel DPP als LPP sources. Tevens ligt de in-band EUV power bij 13.5 +/- 0.05 nm en dus niet bij 13.4 nm. En met je statement "EUV zijn er alleen andere onderdelen nodig voor de tmsc machine " zal ik je zeggen dat de machine compleet anders is. We werken in ultra clean vacuum, hebben te maken met H2 gas en dus uitermate strenge veiligheidseisen, werken met tientallen kW aan CO2 laser power, volledige reflectieve optiek en zo kan ik nog wel even doorgaan.

Als je 11 nm met immersie wilt doen, heb je 5 maskerstappen nodig die met EUV in een keer kunnen. Dus als je een bepaalde waferoutput van je fab wilt hebben, heb je daarvoor 5x meer apparatuur nodig. Je kan het ook niet doen, maar dan neemt je output met een factor 5 af.

De reden voor de meerdere stappen is naar ik aanneem dat de golflengte van het licht bij 193 nm eigenlijk (veel?) te groot is om de details op die maat goed te kunnen afbeelden. Wat zijn de truuks die gebruikt worden om toch voldoende scherpte te bereiken?

Ik vind als leek de verkleiningen van chipproductieprocessen fascinerend. Ik kan me nog goed herinneren dat chips nog op 135nm werden gebakken, en dat dát toen al als superklein werd gezien. 22nm en zelfs in de toekomst 11nm is echt ziek klein :o, ik kan me dan voorstellen dat je met problemen van een heel andere grootte komt te zitten, zoals dat je materiaal bijna perfect moet zijn of je chip is al waardeloos door oneffenheden en stroomfluctuaties als gevolg daarvan

[Reactie gewijzigd door Struikrover op dinsdag 23 februari 2010 19:35]


idd 11nm ik weet mijn eerst processor nog een pentium 2 :o die was ver van de 11nm en die was destijds al ziekelijk klein :o

Heb hier nog een 8088 (XT 4.77MHz)liggen, als je die openbreekt kun je de transistors met een vergrootglas tellen :)

haha geweldig toch hoe al deze dingen vebeteren ik zelf als student chemie kan me heel erg in deze fisische dingen interesseren vind het zo geniaal hoe dit gedaan word laatst iets gezien hoe texas instruments ARM processoren maakt.....

hij had er maarliefst 29.000 }:O

Ik kan me dan voorstellen dat je met problemen van een heel andere grootte komt te zitten, zoals dat je materiaal bijna perfect moet zijn of je chip is al waardeloos door oneffenheden en stroomfluctuaties als gevolg daarvan
Die zijn makkelijk op te lossen - als het echter nog kleiner wordt, begin je problemen te krijgen met quantummechanische zooi. Heb ik geen verstand van, overigens, maar op laatst begin je echt in atomen te kerven.

Tech.Wkbl. wist de uitdaging van ASML laatst mooi te verwoorden:

"Stel, je maakt een vlak zo groot als Nederland, dan moet het zo vlak zijn dat de afwijking kleiner is dan de dikte van een A4'tje".

Wat zou Intel ipv lithografie willen gebruiken? Bij immersie komt de wafer btw niet onder water, er zit water in de lens.

[Reactie gewijzigd door Bartjeee op dinsdag 23 februari 2010 19:40]


Correctie, bij immersie technologie zit er geen lucht tussen de wafer en de lens maar water. De wafer staat niet onder water maar er staat een laagje water op (een gedeelte dan). Het water zit dus ook niet in de lens maar zit er onder tegenaan.

immersie kan ook met andere vloeistoffen, bijvoorbeeld met olie, als aanvulling op de correctie

De vloeistof die ze gebruiken is afhankelijk van de brekingsindex die ze willen hebben om een bepaalde resolutie te bereiken.

Correctie: er zit water tussen lens en wafer, niet in de lens.

Mapper uit Delft, die werken met parallele elektronenbundels i.p.v. litho. Pre-alpha prototype staat bij TSMC, zelfde 'fab' waar ook een prototype EULV van ASML staat.

Mapper is 'private equity', ik gok dat het t.z.t. ook wel naar de beurs gebracht zal worden.

Ik vraag me af wat er nu verder gebeuren zal wanneer we op 11nm uitkomen. Verder verkleinen lijkt me dan toch echt niet meer mogelijk (atomair niveau bereikt). Nieuwe architecturen van processoren zorgen wel voor prestatiewinsten, maar toch altijd maar tot op een zeker niveau. (Nu worden deze immers bijna altijd gekoppeld aan procesverkleining)

De wet van Moore kon steeds in stand worden gehouden door een combinatie van verkleining, en meer processorkernen. Binnenkort valt die factor verkleining weg en Ik vraag me sterk af of het schalen van steeds meer processorkernen zin blijft hebben. Zou de wet van Moore dan plots komen te vervallen?

Ik heb al hier en daar wat opgevangen over quantumcomputers, maar volgens mij staan die toch echt nog maar in de kinderschoenen en ik denk niet dat deze op korte termijn de klassieke processoren zullen kunnen vervangen.

Ik ben dus echt benieuwd wat de toekomst brengen zal...

Op de Intel roadmap staat in 2022 en node van 4 nm. Daarvoor moet wel nof geschikt materiaal gevonden worden.

ik denk het niet, we krijgen ook nog andere instuctie sets en dan quantum computers. alleen denk ik niet dat die dingen op je bureau komen te staan.

uiteindelijk zullen we het wel op het bureau tegen gaan komen. maar dat duurt nog even.

Atomair niveau nog net niet, een silicium-atoom heeft 0,117nm als atoomradius, maar ze komen wel dichtbij ja, en ook bij 12 nm treden er al hele rare quantum-effecten op.

[Reactie gewijzigd door AugmentoR op dinsdag 23 februari 2010 23:51]


Die 'theoretische' grens aan de verkleining heb ik al een paar keer op zien schuiven. De laatste keer was het volgens sommigen nog 15nm maar nu blijkt 11nm nog gewoon te kunnen en misschien nog wel meer ..

Het schalen van steeds meer processorkernen heeft volgens mij ook steeds minder zin. Maar wat Intel nu bijvoorbeeld doet is de gpu ook meebakken op hun chips, zo kun je toch iets nuttigs doen met al die extra transistortjes op je chip.
Misschien is dat wel de nieuwe trend en zit in 2015 je halve moederbord op je cpu.

Misschien is dat wel de nieuwe trend en zit in 2015 je halve moederbord op je cpu.
Is nu al realiteit hoor, SoC's zijn mini-moederbordjes. Alleen Intel is er niet zo goed in, innovatie op dat terrein komt van de concurrenten van Intel en Intel hobbelt er achteraan - aangezien ze kennelijk de (foute imo) beleidsbeslissing hebben genomen om in te blijven zetten op 'high performance / high margin'. Terwijl de consumentenvraag daar (qua marktaandeel) ingezakt is.

Van goedkopere chips op ARM-architectuur worden er nl. 3 miljard per jaar verkocht, Intel haalt dat volume bij lange na niet.
Zie ook 't nieuwsbericht "Dell maakt minder winst door goedkopere PC's".

[Reactie gewijzigd door kidde op woensdag 24 februari 2010 14:26]


Grafeen CPUs :) T zal nog even duren maar ik heb het idee dat dit de toekomst gaat worden. Voordat we quantumcomputers krijgen gaat het silicium vervangen worden door bv grafeen.

http://tweakers.net/nieuw...en-wafer-van-grafeen.html

Uhm ja, terug naar de mega / gigahertz-race: "Sneller werken met minder transistors", en efficienter werken (beter architecturen/algoritmen) gok ik zo.

Tevens programmeerbare kernen die softwarematig voor een bepaald doel geoptimaliseerd worden, maar die belofte is er al langer (o.a. Cell BE) dus dat gaat nog niet zo snel.

Dat klinkt allemaal als erg klein. maar in welk perfectief moet ik dit zien voor de eindgebruiker? van 32nm naar 11 nm klinkt als negen maal zo klein qua oppervlak. Worden dan de sd kaartjes bij gelijke prijs ineens 9 keer zo groot? Of worden soc als de snapdragon ineens 9 keer zo snel? Zo ja, wat heeft dat dan voor invloed op de x86 markt?
Ik bedoel de ARM chips staan bekent om hun energie zuinige manier van werken en als je bedenkt dat 80 procent van de gebruikers nodig heeft een processor van rond de 2.5 Ghz qua computer power. Ik kan me voorstellen dat laptops en netbooks maar ook allinone pc's in de toekomst steeds meer uitgevoerd gaan worden met dit soort chipsets.

En om nog even verder te redeneren: Hoe is in dit geval de connectie van intel met nokia? en het MeeGo platform?

Worden dan de sd kaartjes bij gelijke prijs ineens 9 keer zo groot?
ja dat is het wel ongeveer idd.

ook gebruiken ze meestal minder stroom dan en kunnen hoger geklokt worden.(al is dat laatste niet zo belangrijk voor flash geheugen.)

Intel loopt achter op de concurrentie wat betreft de mobiele markt.

Daar komt - voorlopig (2011 dus) - de beste SoCs van Global Foundries uit Dresden (in de staat New York bouwen ze een nieuwere fabriek).

Global Foundries (voormalige AMD-fabriek samengegaan met Chartered) zit samen met ARM volgend jaar op 28/32nm en hun chips zijn vooralsnog veel zuiniger / geintegreerder dan die van Intel. Echter, ze zijn momenteel afhankelijk van de olieprijs voor investeringen (Abu Dhabi staatsfonds ASIC is grootste aandeelhouder momenteel).

Het is de bedoeling de Cortex A9 MPCore uiteindelijk op te schalen tot 2,5 gHz (1.3 gHz is nu max), en er komen quadcores van. Marvell en Qualcomm hebben hun eigen CPU-kernen ontworpen, die concurreren dus met de Cortex van ARM maar gebruiken wel de ARM architectuur.

Dus ik zie het niet gebeuren dat Nokia 'x86' zal gebruiken voor mobiele zaken.

Intel probeert natuurlijk met man en macht de achterstand in te lopen en uit het verleden is gebleken dat ze dit kunnen, alleen in de ARM markt hebben ze minstens 8 concurrenten waarvan de meeste op dit moment op Intel voorlopen (TI, nVidia, Freescale, Marvell, Samsung, Qualcomm, mogelijk NXP en Renesas). Gezien die hoge mate van concurrentie zal innovatie waarschijnlijk sneller gaan dan in de 'vastgeroeste' x86 markt die door Intel gecontroleerd wordt.

Dit vind ik een beetje vreemd;
Immersielithografie zou tegen die tijd gecombineerd kunnen worden met andere technieken, zoals euv-lithografie. Intel wilde die techniek, op basis van ultraviolet licht met een golflengte van slechts 13,5nm, al voor de 22nm-node gebruiken. De techniek blijkt echter niet zo eenvoudig te implementeren.
De euv-techniek maakt gebruik van een vacuum, omdat de gebruikte 13.5nm niet eens lucht kan penetreren. Door water zal het dus al helemaal niet heen komen. Hoe kun je beide dan combineren?

Zo'n half tot heel jaar terug ben ik bij ASML langsgeweest met mijn studie, men had ook daar destijds nog vrij grote problemen met het gebruik van euv :)

[Reactie gewijzigd door geez op dinsdag 23 februari 2010 20:30]


De source, DPP of LPP d.m.v. tin plasma te creeren dat een gedeelte EUV uitzendt, is het probleem. Tin damp slaat overal neer, ook op de optiek en een paar nm depositie maakt je optiek al blind voor EUV. Desalniettemin hebben de 6 grote semiboeren al een EUV tool besteld.

De source, DPP of LPP d.m.v. tin plasma te creeren dat een gedeelte EUV uitzendt, is het probleem. Tin damp slaat overal neer, ook op de optiek en een paar nm depositie maakt je optiek al blind voor EUV. Desalniettemin hebben de 6 grote semiboeren al een EUV tool besteld.
Tin plasma he? Is dat de nieuwste ontwikkeling? Een jaar of 7 geleden was het (o.a.) een Xenon jet die met (frequentieverdubbelde?) YAG laser beschenen werd om een EUV-emitterend plasma te maken. Voor zover ik me kan herinneren dan.

In het artikel over TSMC's afname van ASML's EUV-machines zie je ook in het plaatje dat er sprake is van Xenon als EUV-bron.

[Reactie gewijzigd door Aham brahmasmi op dinsdag 23 februari 2010 21:09]


Nee hoor, kijk hier maar eens: http://cer.ucsd.edu/PEOPLE/tillack-pubs.shtml en lees de bovenste artikelen. Xenon heeft een veel ta lage conversie efficiency

Onzin, hete tin druppels worden in een vacuüm 'beschoten' met infrarood lasers, waarbij Ultraviolet licht een gevolg is van deze beschieting.

Xenon is geen bron voor de ASMl EUV machine.

Dat valt inmiddels al reuze mee, door na de lamp een achtergronddruk van gas in stand te houden vangen ze praktisch alles af. De rest komt niet door het spectrumfilter heen.

wat dacht je van na elkaar? de grote patronen met immersielitho en de kleinste details met euv? het hoeft niet tegelijk.

dat geldt ook voor de mix and match. dat zal een projectie litho worden met masker en iets als electronen of ionenlitho zonder masker. je splitst dan één patroon op in een grof en een fijn deel die je door verschillende technieken laat maken. dit doe je na elkaar.

De tekst:
"Immersielithografie zou tegen die tijd gecombineerd kunnen worden met andere technieken, zoals euv-lithografie." leuk idee maar:
- nutshell immersion: water wordt weg gezogen, logischerwijs met vacuum
- euv: waar de wafer zich bevind (waferstage) is al in vacuum
hoe ga je dat oplossen?

Dan is het dus geen vacuum.
Toen ik nog in de cryotechnologie zat, was een bekend fenomeen bij het vacuum maken de waterdruk. Bij het afpompen van blijft de drukmeter heel lang op die waarde staan, tot al het water is verdampt, en weggepompt.

Wat intel bedoelt is dat ze voor het produceren van toekomstige chip, de individuele lagen waaruit de chip is opgebouwd, op zowel een EUV machine als een 'conventionele' lithografische immersion machine kunnen worden gemaakt. Een onderliggende 'produktie strategie' kan de reden zijn voor deze keus. De zgn. 'kritische' lagen worden op de EUV machine gemaakt, en de niet-kritische lagen op de immersion machine. (Immersion machine is een machine waar tussen de projectie lens en de wafer een 'lens' van water zit.)

In de huidige bezetting van lithografische machines bij chip fabrikanten worden immersion machines nu als 'High-End' beschouwd en hebben nu de rol om kritische lagen te produceren.
De litho machines zonder waterlens worden gebruikt voor de niet-kritische' lagen. Een strategie die veel chip fabrikanten gebruiken.

Wat Intel dus niet bedoelt is dat de technologieën in de chip machines van immersion en EUV worden gecombineerd. De een sluit de ander uit. Een diep vacuüm is noodzakelijk voor de werking van een EUV machine, zonder dat vacuüm wordt de UV/Röntgen straal geabsorbeerd. Er mag bv geen 'uitgassing' optreden in de vacuüm kamer, omdat dat de optische elementen in de EUV machine kan beschadigen. Water in een vacuüm geeft uitgassing.

Immersion machines, of machines met een waterlens, is simpel gezegd een soort optische 'truuk' om bestaande lithografische machines die in atmosferische omstandigheden werken, nog een extra boost te geven in resolutie en het maken van nog dunnere lijntjes.

Daarnaast heeft Intel op een unieke manier hun productie van chips georganiseerd, niemand in de wereld doet dat zoals Intel dat doet..

[Reactie gewijzigd door obimk1 op woensdag 24 februari 2010 17:53]


Het artikel staat geschreven alsof Intel al deze technieken bedacht heeft, terwijl het toch echt ASML is die dit allemaal heeft verzonnen ;)

Intel bouwt alleen de roadmaps die op de wafers gebakken worden. Machines kopen ze natuurlijk gewoon met een vrachtwagen ladinkje euro's.

[Reactie gewijzigd door Engineer op dinsdag 23 februari 2010 23:03]



Eigenlijk alleen om Nikon overeind te houden. Nikon is op dit moment eigenlijk nog de enige concurrent voor ASML (zij hebben nu ook een immersie machine, AMSL al in 2004).

Intel heeft er natuurlijk veel baat bij om een tweede concurrent te hebben. Feit blijft dat ASML op dit moment zwaar marktleider en technologisch vooruit loopt in de markt van litografie (marktaandeel van 75%>) Geloof dat voor de crisis jaren het R&D budget van ASML hoger was als Nikon's hele litografie omzet. ASML is nu bijvoorbeeld al ongeveer tien jaar bezig met die EUV techniek en heeft daar al een kleine miljard dollar inzitten.

Dit is iets waar we als Nederland best trots op mogen zijn. Wat nou Nederland transport land? Hig-tech (industrie) is wat we in Nederland moeten uitdragen. Dit creert banen, en ook nog hoog opgeleide banen.

R&D expenses Nikon 100M, ASML 500M per jaar.

Intel heeft er natuurlijk veel baat bij om een tweede concurrent te hebben.
Intel weet als geen ander wat het effect is van gebrek aan concurrentie c.q. een monopolie. ;)

Op zich ook logisch dat je concurrentie wil hebben. Waarom zou ASML nog flink investeren als ze geen concurrent meer hebben. Dat zou beteken dat de technische ontwikkeling op het gebied van verkleining en andere verbeteringen zou vertragen.

Gaan we er ook nog met snelheid op vooruit of gaat het tegenwoordig alleen nog maar om goedkoper produceren en minder stroom verbruik?

Kleiner productieproces -> meer transistoren op dezelfde oppervlakte -> meer performance

Goedkoper wordt de productie er niet van gok ik. Integendeel.

Stroomverbruik zou ik niet zomaar kunnen zeggen eigenlijk, dat is wel van meer factoren afhankelijk afaik.
«  1  2  »

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Volgende 20:03 Video: Red Steel 2 - Hidden Moves
Vorige 18:31 Lenovo brengt Core i7 naar 12"-tablet en dualscreen-laptop
VNU Media logo Hosted by True

© 1998 - 2012 Tweakers.net B.V. - Alle rechten voorbehouden - Contact - Jouw privacy - Algemene Voorwaarden

Uitgever van:

Website van het jaar 2011