РЕКЛАМА
ИНФОРМАЦИЯ
ДРУЗЬЯ THG

Exler : авторский проект
iXBT.com : коллеги
BenchmarkHQ
G-Class.ru : Гелики
Avto.ru : автомобили
КомпьютерПресс
Radeon.ru : поддержка
PCNews : новости IT
NV World : Мир nVidia
iPhoneRoot : новости
Kraftway : серверы
SLY : компьютеры

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

НОВОСТИ

RSS

Сказание о 45 нанометрах инженера-исследователя Келин Кун

16 февраля 2009, 17:15

11 февраля в США - праздник - День изобретателя. В честь этого праздника заслуженный инженер-исследователь (Intel Fellow) корпорации Intel Келин Кун (Kelin Kuhn) поделилась своими мыслями о том, какими качествами должен обладать изобретатель.

Я перестала читать научную фантастику, когда в конце 2003 года оказалась в команде разработчиков 45-нм производственной технологии. Это произошло не потому, что у меня не было времени на чтение, хотя отчасти это верно, а потому что по сравнению с нашей работой фантастика стала казаться скучной.

Intel Penryn 45 nm 300mm wafer

30-сантиметровая пластина
(в диаметре) с процессорами Intel Penryn, выполненными по технологии 45 нанометров

Разработка 45-нм производственного процесса началась, как и всегда, с выработки основных проектных норм. Проектные нормы - список максимальных и минимальных размеров основных компонентов.

Занимаясь разработкой производственных технологий, я привыкла к тому, что новые проектные нормы всегда кажутся невыполнимыми - и 45-нм технология не была исключением. Когда был составлен первый набор проектных норм, моей реакцией на них было обычное: «ЛЮДИ НЕ МОГУТ СДЕЛАТЬ ЭТО». Надо сказать, что со временем я научилась сдерживать в себе эту реакцию, потому что мы ВСЕГДА заставляли все это работать - поколение за поколением. Однако я никогда не могу побороть это ощущение, когда первый раз знакомлюсь с нормами проектирования.

Kelin Kuhn


Почему я всегда испытываю такую реакцию? Подумайте, о каких размерах мы говорим. До прихода в Intel я была профессором в университете и занималась лазерами и оптикой. Я знала, что фотоотпечаток объекта не может быть меньше длины волны света, используемого для проекции. Работая над 45-нанометровой технологией, мы регулярно создаем транзисторы, размер которых по крайней мере в пять раз меньше длины волны ультрафиолетового (УФ) излучения, применяемого для получения отпечатка. Ячейка статической памяти, изготовляемой по 45-нм процессу, меньше красного кровяного тельца человека.

Intel 45nm transistor

Фотография 45-нанометрового транзистора

При разработке 45-нм производственной технологии мы столкнулись с критичной проблемой, описание которой уместнее звучало бы на борту звездолета, а не в реальной жизни. Перед нами стояла задача: изобрести процесс производства транзисторов, который позволит значительно уменьшить интенсивность квантово-механического туннельного перехода электронов через барьер. Вы можете подумать: а для чего это нужно? Дело в том, что если не избавиться от этого нежелательного явления, наши микросхемы будут слишком сильно нагреваться и потреблять так много электроэнергии, что для них нельзя будет найти практического применения.

В конце 90-х команда сотрудников подразделения Components Research Group корпорации Intel под руководством Роберта Чау (Robert Chau) начала поиск решений этой проблемы. Они установили, что заменив традиционный диэлектрик затвора на диэлектрический материал Hi-K с добавками оксида гафния, можно существенно уменьшить квантово-механическое «туннелирование» электронов. Они также обнаружили, что для организации эффективного производства материалов Hi-K на основе гафния необходимо изготавливать электрод затвора из другого материала - вместо поликристаллического кремния использовать металл. Позвольте мне ненадолго отвлечься и объяснить, почему нам стало так страшно.

45nm pic

В то время (конец 2003 - начало 2004 гг.) единственные рабочие транзисторы с диэлектриками high-k и металлическими затворами были получены в рамках исследовательских программ, и технологии их производства просто не существовало. Чтобы понять, на какой стадии находились разработки таких транзисторов, в качестве примера можно привести нашу основополагающую исследовательскую статью [Дэйтта (Datta) и др., IEDM 2003, стр. 653-655]. В ней демонстрировались важные особенности (встраивание напряженного кремния и три варианта снижения утечки в затворе), но основные научные факты об этих материалах еще были предметом спора. В то время на конференциях и экспертных дискуссиях шли горячие дебаты между учеными и университетскими специалистами по самым фундаментальным аспектам физики этих материалов.

45nm wafer and coin

Мысль о том, что Intel сможет всего за четыре года перейти от экспериментальной стадии изготовления таких структур к их рентабельному производству, казалась фантастической. Сегодня я вспоминаю, как происходило внедрение 45-нм процесса. Я до сих пор восхищаюсь тем, что нам удалось реализовать эту новаторскую составную архитектуры транзисторов (а также удовлетворить напряженным производственным требованиям). Мы снова подтвердили справедливость закона Мура, за два года совершив переход с 65-нм на 45-нм производственный процесс.

45nm vs 65nm

График, на котором показан процесс постепенного смещения 65-нм процессоров 45-нанометровыми

Одна из проблем при разработке технологии состоит в том, что любая инновация вызывает у «критиков» однозначную реакцию: «Это не будет работать»! Транзисторы с диэлектриками high-k и металлическими затворами не были исключением.

Мой отец говорил: «Непрофессионал считает, что все должно работать, и удивляется, когда что-то не работает. Профессионал уверен, что ничего не должно работать, и удивляется, когда что-то заработало». Это шутливое высказывание отражает истинную правду. При решении трудной задачи на «укрощение» вещей, которые работают неправильно, затрачивается столько энергии, что когда наконец приходит успех, его можно даже не заметить.

В научной фантастике (к сожалению, даже в лучших произведениях) главному герою приходит в голову блестящая мысль, и алле-гоп! - через несколько дней она уже реализована. Было бы здорово, если бы такое происходило и в реальной жизни, но это не так. Позволю себе поделиться одной важной мыслью: разработка 45-нм производственного процесса стала отличным подтверждением афоризма Томаса Эдисона: "Гений - это десять процентов вдохновения и девяносто процентов потения".

45nm die

В случае с 45-нм производственным процессом 10 процентов «вдохновения» пришлось на одну основополагающую инновацию (объединение диэлектрика на основе гафния и металлического затвора). Остальные 90 процентов составляло «потение» - множество талантливых людей постоянно вносило последовательные улучшения в самых разных областях - включая рост процента выхода годной продукции, повышение надежности и увеличение быстродействия транзисторов. Только благодаря их усилиям была реализована 45-нм технология для производства транзисторов с диэлектриками high-k и металлическими затворами.

Хотя Келин шутит, что ей некогда читать научную фантастику, назовем три ее любимые книги: «Луна - суровая хозяйка» Роберта Хайнлайна, «Машина Творения» Джеймса Хогана и «Мирабель» Джанет Каган.

Популярные статьи:
  • AMD Phenom X3 и X4: тест новых многоядерных процессоров
  • AMD Athlon X2 и Phenom:: тесты энергопотребления 35
  • Тесты мобильных процессоров: AMD против Intel
  • Intel Atom: тест новых экономичных процессоров
  • Процессоры Intel Wolfdale: разгон и энергопотребление Core 2 Duo на 45 нм
  • Зависимость производительности процессора от размера кэша L2
  • следующая новость
    HD-видеорегистраторы 8000 серии от Samsung

    предыдущая новость
    MWC 2009: Nokia E55 - "самый тонкий смартфон"


    Комментарии? Поправки? Дополнения? Ваши новости? rusmarket@tomshardware.com




    Свежие статьи
    RSS
    Лучший компьютерный корпус: текущий анализ рынка Обзор VPN-провайдера NordVPN: три простых шага к безопасности в общественных сетях Wi-Fi Лучшая материнская плата: текущий анализ рынка Главные новости за неделю Обзор и тестирование игрового компьютера FragMachine
    Лучший компьютерный корпус Обзор VPN-провайдера NordVPN Лучшая материнская плата Главные новости за неделю Обзор и тестирование игрового компьютера FragMachine
    РЕКЛАМА
    РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!
    ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

    Новый бюджетный iPhone SE 2 может появиться в продаже уже 5 апреля

    Анонс Abkoncore Cool Storm T404B Hurricane: тихий процессорный кулер с RGB-подсветкой

    В Microsoft Edge появится функция Password Monitor для контроля утечки паролей в DarkNet

    Эпидемия коронавируса не скажется на выходе новых продуктов Apple

    Игровой ноутбук MSI Stealth GS66 оснастят Core i9-10980HK и GeForce RTX 2080 Super Max-Q

    AMD Ryzen 9 4900HS оказался сильнее Core i9-9880H в большинстве бенчмарков


    30 марта, 2020

    Анонс XIGMATEK Perseus: корпус ПК с "космическим" дизайном

    Анонс Honor 9A: бюджетник, способный три дня работать без подзарядки

    Первые ноутбуки на мобильных процессорах AMD Ryzen 4000 уже появились в продаже

    В MIT ведут разработку устройства, способного заряжать гаджеты от тепла рук

    Анонс Honor 30S 5G: середнячок с флагманской производительностью

    Тестер Abbott ID NOW выполняет экспресс-диагностику COVID-19 в течение пяти минут

    ZTE готовит новый смартфон с поддержкой 5G

    Коронавирус не скажется на сроках выхода PlayStation 5

    Ван Тен: Xiaomi Redmi K30 Pro будет оснащаться памятью только типа LPDDR4

    Анонс Abkoncore Ramesses 310: необычайно высокий ПК-корпус с RGB-подсветкой

    ССЫЛКИ