Intel zet volgende stap op weg naar 32nm-procédé

Intel en Corning hebben bekendgemaakt samen te gaan werken aan het ontwikkelen van fotomaskers voor Extreme Ultraviolet (EUV) lithografie. Met behulp van de huidige technieken waarbij licht met een 193nm golflengte wordt gebruikt kunnen transistors met een minimaal formaat van 50nm gemaakt worden. Met EUV lithografie zal de stap naar 32nm en kleiner gemaakt kunnen worden. Bij EUV lithografie wordt namelijk gebruik gemaakt van extreem ultraviolet licht met een golflengte van slecht 13,5nm.

De grootste uitdaging die Intel en Corning moeten oplossen voor de productie van de fotomaskers is het in de hand houden van het uitzetten van de maskers wanneer ze opwarmen. Wanneer het masker verlicht wordt mag het slechts 1,5nm uitzetten bij een temperatuurstijging van 10° Celsius. Verwacht wordt dat de eerste chips die gefabriceerd zijn met behulp van EUV lithografie in 2009 op de markt zullen verschijnen.

Reacties (24)

[TRG]

Leuke details hierbij:

ASML is druk in de weer om de eerste apparaten uit te ontwikkelen met het gebruik van EUV, CarlZeiss maakt speciale spiegels (lenzen werken niet meer bij EUV) met een oppervlakteafwijking van maximaal 0.2 nanometer.. ASML verwacht deze machines uiterlijk 2010 in volle productie te hebben..

Philips heeft dochter Extreme UV die zich volledig gaat richten op de ontwikkeling van UEV-plasmabronnen. Om plasma te laten "stralen" moet een temperatuur bereikt worden van 200.000 graden..

http://www.deingenieur.nl

[Verwijderd]

Deze is ook wel interessant:

http://www.deingenieur.nl/artikelDetail.lasso?ID=7654&-session=NTses:6 E60DAAA57B0C28E245CCAB2FCF10169

Over optische processors.

[oshiro]

Das eigenlijk allemaal best wel klein, als je ziet dat een gemiddeld molecuul 1 nanometer groot is, en een gemiddeld atoom zo'n 1/10 nanometer...
(zie http://www.geocities.com/dtmcbride/reference/size.html)
Ik ze het tijdens mijn leven nog wel gebeuren dat de transistors uit drie atomen worden gemaakt, één voor de basis, één voor de collector en één voor de emitter.

Wanneer zal de technologie zo ver zijn dat complete cpu's uit nanotubes gemaakt worden? Op dat moment is het waarschijnlijk ook niet meer mogelijk om het proces nog verder te verkleinen. Zuinigheid zal dan waarschijnlijk uit andere technologieën gehaald moeten worden, en bij een al maar stijgend aantal transistors zal de core toch echt moeten 'groeien'... Hoe zal men dan verder gaan?
Op een gegeven moment zal er toch een punt bereikt worden waarop cpu's echt niet kleiner gemaakt kunnen worden.

Edit: aan een kant vertrouw ik die bron ook niet helemaal, pentium met een 'minimum feature size' van 350nm...

[Aight!]

Wat ik mij dan afvraag, zal de performance er beter op worden, zal het zuiniger worden?

90nm process van 130nm liep niet heel er goed af.(Northwood --> Prescott)
Bij AMD ging het beter, waarschijnlijk door de hulp van IBM, aangezien de Winchester een stuk zuiniger was dan de Newcastle.
Trouwens gingen ze niet eerst naar 80nm en dan pas 65nm, of was dat AMD of ATI?

'Ik zie door de bomen het bos niet meer'

[Wouter Tinus]

Om te zien waar Intels 90nm-procédé toe in staat is moet je kijken naar de overgang van Banias naar Dothan, of nog beter: Madison naar Montecito. Prescott is inderdaad een minder geslaagd ontwerp, maar die is qua architectuur dan ook nauwelijks te vergelijken met Northwood. Zo draait bijvoorbeeld een veel groter deel van de core op dubbele kloksnelheid, is de pipeline 50% langer, etc. Daar spelen dus veel meer factoren mee dan bij AMD, dat alleen maar een simpele verkleining heeft uitgevoerd van Newcastle naar Winchester.

Over het algemeen genomen is het wel waar dat lekstroom het iedere generatie groter wordt, maar zolang men daar bij het ontwerp van de processor rekening mee houdt (en dus niet domweg op >5GHz mikt zoals bij Prescott) dan zijn er netto nog hele grote winsten te halen met kleinere transistors (en nee, Intel gaat niet eerst naar 80nm, er zijn al ruim een half jaar geleden volledige functionerende 65nm-chips gedemonstreerd ).

[Verwijderd]

Het wordt beter ja, anders zouden ze het groter maken in plaats van kleiner.
Het heeft vooral economische voordelen omdat je een kleiner oppervlak nodig hebt. Kleiner oppervlak = minder silicium = goedkoper.
Maar technisch: een processor gebaseerd op een kleiner proces is in principe zuiniger en de transistors schakelen sneller. Dit komt doordat de verbindingen korten zijn. Het probleem zit vooral in de lekstroom, kleine schakelaars lekken sneller. Maar ze weten echt wel wat ze doen, en het wordt veel beter.

edit als reactie op Haans post hieronder:
Als je per core minder silicium gebruikt zit je goed. Jij zegt hetzelfde als ik.
Denk je dat silicium van dergelijke kwaliteit goedkoop is? Dat is het namelijk niet! De kosten per wafer zijn groot, en de vervuiling die het maken van een wafer kost is ook groot. Er is zand genoeg, maar daar kan je niet direct procs van maken.

[Haan]

Het wordt beter ja, anders zouden ze het groter maken in plaats van kleiner.
Het heeft vooral economische voordelen omdat je een kleiner oppervlak nodig hebt. Kleiner oppervlak = minder silicium = goedkoper.

Ik denk niet dat ze het doen om silicium te sparen (er is zand genoeg )
Er worden geen kleinere wafers gemaakt, zodat je de kosten daarvan bespaart, maar er worden meer cores uit een wafer gehaald, dus de efficiency van een wafer wordt hoger (en de kosten per core dus wel lager ja )

[BasNation]

modificaties van het productieproces worden bij zulk soort bedrijven toch wel als bedrijfsgeheim gezien. dus de stelling dat amd heeft geleerd van intel is misschien wat voorbarig tenzij jij zeker weet dat er grootschalige bedrijfsespionage plaatsvind.
amd heeft gewoon z'n eigen pad genomen wat productieprocedé betreft. Daarnaast hebben ze volgens mij intensief samengewerkt met IBM om de procedés te optimaliseren. dit omdat IBM heel veel ervaring hierin heeft. zo hebben ze fouten die intel gemaakt heeft kunnen voorkomen.

just my 2cents

[jvo]

80 nm zou wel een tussenstap kunnen zijn voor sommige bedrijven. De lijn die ik er in zie is als volgt. Er zijn twee waardes die om en om gebruikt en gehalveerd worden. Voor nu zijn dat 130 en 90. Na 90 komt dan de helft van 130, dus 65, daarna de helft van 90, 45, dan 32, dan 22, etc. Maar goed er is tussendoor ook nog 110 gebruikt, dus waarom zou 80 niet gebruikt worden. In principe kan alles.

[marcieking]

Ze zijn met het ontwikkelen wel een tijd vooruit op wat ze echt massaal produceren: processoren worden gemaakt op 90 nm, en hier gaan ze al naar een derde!

[henk jansen]

tegen die tijd dat de ontwikkelingen helemaal uitgewerkt zijn en klaar voor massa productie zijn we ook weer een tijd verder hoor. dus het vult elkaar wel aan ook al zit er nu nog een generatie tussen aan te komen.

ook zie je dat de vraag naar energiezuinig en zo stil mogelijk groter word. dat kan met deze techniek gerealiseerd worden omdat er nu met licht technieken gewerkt gaat worden. en dat word minder warm

thanks voor onderstaande uitleg

[martijnvanegdom]

Als je het artikeltje goed leest dan gaat het niet om licht technieken in de cpu zelf maar word er licht gebruikt om de cpu's te 'tekenen'. Dat word nu ook al gebruikt..

Daarnaast het hele artikel zegt niets over zuinigheid van de cpu's zelf. Echter alleen over het probleem tijdens de productie: het uitzetten van de maskers.

Edit : Eindelijk eens voor

[Niles]

dat kan met deze techniek gerealiseerd worden omdat er nu met licht technieken gewerkt gaat worden

Waar werd er volgens jou eerst mee gewerkt dan? Lythografie is altijd wel met licht geweest, alleen gebruikt men steeds kleinere golflengtes (licht heeft een bepaalde frequentie). Met de huidige golflengte ('lichtfrequentie') van 193nm kunnen dus geen kleinere productieprocédés gerealiseerd worden kleiner dan 50nm. Aangezien Intel wél kleiner wil zullen ze dus naar licht met een andere frequentie toe moeten, daarvoor hebben ze dus licht nodig met een nóg lagere frequentie nodig. Hoe kleiner de freq. hoe meer je richting Ultra Violet op het kleurenspectrum gaat, Intel gaat nu dus naar Extreme Ultra Violet licht toe, met dus een nóg kleinere frequentie. De reden dat de mask maar zo weinig mag uitzetten tijdens het produceren van chips is omdat de transistors dan voortaan zó klein zijn dat als het mask méér zou uitzetten transistors zullen mislukken omdat het etslicht in elkaar zou overlopen.

Edit: Martijn was me voor...

[DP Kunst]

hogere frequentie is kortere golflengte. hoe meer golfjes er in een sec gaan hoe korter de golfjes worden je haalt alles precies doorelkaar

[windancer]

EUV kan je niet echt meer licht noemen. 13.5 nm is eigenlijk gewoon rontgen straling. Ook 193nm is niet zichtbaar voor het blote oog en kun je dus eigenlijk geen licht noemen.

[pfismvg]

@windancer ultrasoon is ook geen geluid?

[rtgo]

X-ray begint pas bij 10 nm:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/ems3.html

[TheekAzzaBreek]

Kennelijk kan je met 193nm golflengte 50 nm transistors maken. Ik geef toe dat ik niet helemaal snap hoe je dingen kan tekenen kleiner dan de golflengte, maar misschien is er met interferentie nog wel wat slims te bedenken.
Dat je vervolgens met 13.5 nm licht maar tot 32 nm en lager komt snap ik niks van. Als we nu objecten kunnen maken op 1/4 van de golflengte, waarom ligt de maatlat bij 13.5 nm ineens bij 2+ keer de goldlengte? Kan iemand me dat uitleggen?

[Q-Rius]

Ik weet niet of ik het goed heb, maar als de lichtstraal onder een hoek van 90 graden op het silicium komt, is de frequentie niet van noemenswaardig belang, de amplitude lijkt me belangrijker.

Dat met een frequentie van 13,5 maar 32 en lager gehaald kan worden, zal misschien eraan liggen dat de lichtstraal daar nog niet precies genoeg gestuurd kan worden.

maar dit is gewoon een redenering, misschien dat er helemaal niks van klopt

[onigiri]

Dat met een frequentie van 13,5 maar 32 en lager gehaald kan worden, zal misschien eraan liggen dat de lichtstraal daar nog niet precies genoeg gestuurd kan worden.

qua "licht" wordt het eerder iets makkelijker, veel trucs die nodig zijn om met 193nm licht 65nm structuren te maken zijn niet meer nodig. bv, nu zijn machines nodig met een NA van 0.9, de eerste EUV machines maken waarschijnlijk gebruik van een NA van 0.25

Dat met 13.5 nm ligt slechts 32nm chips gemaakt kan worden is slechts de eerste stap. Als een flink deel van de huidige trucs dan weer wordt toegepast, is 6nm haalbaar.
Of dat ook gehaald wordt hangt waarschijnlijk af van dekosten, de prijs van een nieuwe fab gaat met elke generatie met 50% naar boven, dus tegen de tijd dat we op 10nm zijn is de kostprijs opgelopen naar $100 miljard.

[Verwijderd]

Vroeger konden ze ook niet verder met buizen. De technologie wordt gewoon vervangen door een nieuwe. Tegen de tijd dat er met deze technologie niet meer verkleind kan worden staat er vast weer een nieuwe voor de deur.

[Munters]

Tenzij er materieloze systemen bedacht gaan worden is er toch echt een absolute grens. En daar komen we al aardig bij in de buurt.

[_Thanatos_]

komt met dat EUV-licht niet al in de buurt van THz-golven, waarmee je door muren zou kunnen kijken? Of is dat weer iets heel anders?

[scroipt]

Om even een paar dingen recht te zetten:

Ja, _Thanatos_, dat is iets heel anders. Electromagnetische straling met een frequentie in het THz-bereik (10^12) heeft een (vacuum)golflengte in de orde van 0,1 mm (ik denk niet dat Intel zat te denken aan een chip met maar een paar duizend transistoren, maar je weet maar nooit).

Muad Dib, de kosten van dat silicium zijn bij lange na niet de doorslaggevende factor. Een wafer van 5 inch diameter kost een aantal tientjes, er zit dus ongeveer voor een euro aan silicium in een processor. Het hele verkleinproces is slechts om de processor sneller te maken.

Verder weer ontopic:
Een jaar terug stond er in de Scientific American een redelijk overzichtsartikel [1] over het lithografieproces van nu (254 nm) en de aankomende methode (EUV). Maar voor diegenen die daar niet bij kunnen:

Momenteel wordt een kwikontladingslamp gebruikt om het UV-licht (254 nm) dat nodig is voor het etsproces op te wekken. Dit licht kunnen wij weliswaar niet zien maar is prima te focusseren met kwartslenzen. Om ``features'' van kleiner dan de golflengte te etsen wordt inderdaad gebruik gemaakt van een uitzonderlijk masker; het masker compenseert voor de diffractie die het licht ondergaat en het resulteert juist in wat er gewenst is. Deze techniek is helaas ook maar zo ver toe te passen, met als gevolg dat er licht met een kortere golflengte nodig is. Het nadeel in dit geval van een EUV (Extreme Ultra Violet) is dat bijna alle materialen deze straling extreem goed absorberen. Lenzen kunnen dus niet gebruikt worden. Om dit dus voor elkaar te krijgen zal het licht dus door kromme spiegels op het silicium gefocusserd moeten worden.

[1] Hutcheson, G. Dan; Scientific American, 290, 4 (April 2004) p 48 - 55.