IBM wil dit najaar van start met 32nm-productie

IBM is dankzij 'belangrijke vorderingen' in halfgeleidertechnologie een stap dichter bij de overstap naar 32nm-chipproductie. De grenzen van siliciumdioxide beperken fabrikanten momenteel nog tot 45nm-procestechnologie.

Wafers van siliciumdioxide, het gebruikelijke substraat voor chips, leveren praktische grenzen op voor de miniaturisering van transistors. SiO2 voldoet tot 45nm, de nu gebruikelijke afmeting voor onder andere de nieuwe Intel-chips, maar kleinere componenten zijn een probleem. Het materiaal kan niet dunner dan vijf atomen worden gemaakt en dan nog levert siliciumdioxide een probleem: stroom lekt weg in een proces dat quantum tunneling wordt genoemd. Hierdoor is siliciumdioxide voor 32nm-procestechnologie onbruikbaar als isolator voor de miljoenen transistors op een chip. Door in plaats van silicium de halfgeleider hafnium te gebruiken, is IBM er toch in geslaagd de stap naar 32nm-chips te zetten.

In zijn fab in het Amerikaanse East Fishkill is IBM erin geslaagd 32nm-chips op 300mm-wafers te produceren. Door in plaats van siliciumdioxide een hafniumverbinding met een hoge diëlektrische constante en metalen gates te gebruiken, slaagden IBM en zijn partners erin de transistors voldoende te verkleinen. Daarmee zouden met de 32nm-transistors sneller schakelende, zuinigere chips gebakken kunnen worden, die bovendien minder warmte genereren. Bestudering van de kersverse chips liet zien dat de techniek doorschaalt tot 22nm-vlsi's. IBM zou kans zien om de eerste chips op basis van het 32nm-proces al in het derde kwartaal van dit jaar te leveren.

IBM werkt onder andere samen met Infineon, Freescale, Samsung en ST Microelectronics. Hoewel AMD niet als directe partner in de productie van de 32nm-transistors genoemd wordt, is de belangrijkste concurrent van Intel traditioneel wel een van de eersten die van IBM's techniek profiteren. Intel werkt, onafhankelijk van het IBM-onderzoek, ook al enige tijd aan het gebruik van hafnium als halfgeleidermateriaal: de 45nm-Penryn-chips maken al gebruik van de onderliggende technologie en Intel verwacht zijn eerste 32nm-chips in 2009 te leveren.

Reacties (19)

AMD zat toch wel bij die groep (directe partner) ? Die hebben ook samen gewerkt aan 90,65 en 45nm. Ik dacht dat hun wel als directe partner met IBM samenwerkte.

volgens dit artikel wel ja. http://pro.tweakers.net/n...hniek-gereed-in-2009.html

Wafers zijn natuurlijk niet van Siliciumdioxide, maar van silicium, de oxide word er op gegroeit in een vacuum oven.

Anywho, erg goed resultaat, als je die roadmaps ziet van ITRS, dan denk dat ze het nooit gaan halen, maar toch doen ze het. Ben benieuwd of ze kleiner als 32 kunnen gaan.
22 nm, here we come!

~40% verbetering, dat gaat zeker niet verkeert.
Meer transistors etc. De wet van moore gaat nog niet verloren.

Vraag me af hoe snel / efficient de next generation processors hiermee kan worden.

De wet van moore gaat nog niet verloren.

Komt ook omdat ze steeds voor een verdubbeling van het aantal transistors per oppervlak kiezen.

90nm ^2 = 8100
65nm ^2 = 4225
45nm ^2 = 2025
32nm ^2 = 1024
22nm ^2 = 484

Soort van "self-fulfilling prophecy"

[Reactie gewijzigd door PuzzleSolver op 15 april 2008 16:59]

self-fulfilling? het moet toch steeds maar weer binnen 1,5 jaar lukken om het proces weer een stap te verkleinen. Moet hard genoeg voor gewerkt worden.

Volgende stap wordt dus 15 of 16nm?

[Reactie gewijzigd door DitisKees op 15 april 2008 17:27]

gaat niet alleen om het proces maar ook om de snelheid. Het kan best zo zijn dat een nieuw cpu ontwerp op 45 nm tot 50% sneller is als een ander ontwerp op 45 nm. Daarnaast kloksnelheid. dus het is niet alleen het verkleinen het is het totaalpakket wat een chip sneller kan maken, ontwerp, gebruikte materialen, techniek enz.

Kloksnelheid is zelf bijlange niet de bepalende factor voor prestaties (aantal nm heeft hier zelf helemaal geen invloed op, als we de snelheid van elektronen over die afstand die iets kleiner wordt verwaarlozen tenminste)

Vele meer bepalend is een goede sprongvoorspeller en een niet al te lange pipeline: zonder voorspeller en met lange pipelines (zoals intel eens had: een pipeline van 30 en meer cycli ) heb je van je effectieve kloksnelheid nog maar de helft of minder over bij gebruik van een normaal programma.

volgens de roadmap 16, dan 11, en als we tot het uiterste gaan nog 6nm, maar dan wordt quantum tunneling echt wel een probleem.
kleiner kunnen we niet als we hele atomen willen blijven gebruiken Dan moeten producenten dus een andere manier vinden om chips krachtiger en goedkoper te maken

[Reactie gewijzigd door kiang op 15 april 2008 17:40]

Nope..eerst maar eens naar 22 nm in 2015 met EUV.

Klopt niet helemaal... Houdt er rekenin mee, dat doordat je transistoren kleiner worden er ook minder vermogen doorheen kan, waardoor hij weer minder transistoren kan schakelen. Hierdoor is het mogelijk dat je processor op een kleiner process meer transistoren nodig heeft en daar door ook nog eens op een lagere kloksnelheid moet draaien, kijk naar de AMD Brisbane, waar de 90 nm processoren sneller met de cache konden communiceren dan de 65 nm, als ik het goed heb. Dit alles doordat er op een kritisch pad meer transistoren gebruikt moesten worden.

Ik vraag me af hoe zuinig.

Daarmee zouden met de 32nm-transistors sneller schakelende, zuinigere chips gebakken kunnen worden, die bovendien minder warmte genereren.

Ze zullen volgens het artikel niet meer gaan verbruiken dan huidige chips. Zijn er behalve de mogelijke lekstromen uberhaupt nadelen aan het verkleinen van de transistors op een chip? En wanneer komt er een einde en de eindeloze verkleining? Ik ben zeer te spreken over deze ontwikkeling aangezien elk stapje kleiner ook steeds een stapje schoner is.

Anywho? of Anyhow?
en eerst maar eens die 32nm ik vond 45nm al ongelofelijk. het lijkt wel alsof het steeds sneller gaat. 45nm is nog paar sinds kort een feit.

Je moet niet vergeten dat er een groot verschil zit tussen een zeer simpel chipje op 32 nm uit een waver halen dat werkt en het kunnen produceren op 32 nm. Ik weet niet hoe het met de betrouwbaarheid zit op dit moment, maar ik denk dat ze die nu aan het verbeteren zijn, zodat ze eerst wat geheugen cellen kunnen maken, straks een keer een simpele MIPS kunnen gaan bakken en dan eens richting iets complexere architecturen kunnen gaan... Ik denk dat er toch wel een anderhalf jaar tussen zit voordat ze complexere chips met een redelijke yield op dit process kunnen gaan maken..

Daarnaast bestaat 45 nm al weer even, 2003 als ik het goed heb maar zoals reeds gezegd kon men er nog geen complexe chips mee bakken, dat lukte pas in 2007:
http://en.wikipedia.org/wiki/45_nanometer

Wafers van siliciumdioxide, het gebruikelijke substraat voor chips

De Wafers zijn van Si (of Si on insulator), SiO2 wordt/werd gebruikt als isolator onder Gate (gate oxide) en de metaalleidingen (field oxide). SiO2 kan niet als substraat gebruikt worden.

p.s: nee, dit is geen tik/spelfout, het klopt gewoon helemaal niet.

Ahh.. wanneer kunnen we dan de eerste Cell procs op 32nm verwachten, hehe.. dat wordt een zuinig PS3tje.. (helemaal als ze ook nog eens de RSX op 32nm zouden bakken.. LOL)..
Achja, mooi om te horen dat ze nog kleiner, nog sneller, nog zuiniger, nog koeler kunnen..