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[科普知识] 半导体节点定义

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-2-8 04:51
  • 签到天数: 1811 天

    [LV.Master]无

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    楼主
     楼主| 发表于 2024-9-18 23:58:46 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑 6 j8 u' E+ \4 W9 S+ v6 ]+ Z$ q$ W8 T

    $ \8 N$ f: ^1 z" H( l0 o5 k看到大家讨论光刻机的时候对XXnm节点有些疑惑,这里解释一下。
      S4 E) K& ~$ [# C5 a+ l; P9 ^其实我们说的XXnm都是逻辑电路这边的。顾名思义,逻辑电路就是执行逻辑运算的,而各种逻辑运算的器件都可以用反相器(非门)为基础得到。在大规模集成电路里最基本的器件就是反相器,而一个反相器是由一个P型场效应管(MOSFET)串联一个N-MOS得到的。反相器切换的速度跟MOS管的饱和电流成正比。所以要提高半导体器件的性能就要提高MOS的饱和电流。MOS的饱和电流公式:" [; r3 Y  Z- o' F: c
    $ U% R2 K( u! a5 M
    这里D是漏极,S是源极,G是栅极。un是电子迁移率,Cox是栅极下面形成的电容大小,Vth是阈值电压(MOS管形成导电通道),W是栅极宽度,L是栅极长度。
    2 B. b5 r6 I' i* ]' B  I, P" h6 B( O我们平常说的XXnm节点就是栅极长度,所以工艺进步就是要减小L。
    3 j: ?& {7 N, p3 G提高W也可以提高ID,但这会增大器件面积,减小器件密度,所以不会做。& E) z  u) S8 J6 Y: z
    现在常说的FinFET/GAA等于往三维方向增大W,不会增大器件面积。增大W可以等效认为减小L,现在节点的数值比实际器件栅极长度小有部分就是靠这个来的。( o/ Z& S7 f( L) T
    现在减小尺寸的主要动力是降功耗,P=IV,电流不能降因为要保持高频,所以降电压的同时要降L。
      x: j* C/ ^5 z+ g0 f/ S9 H1 P近十几年牙膏厂CPU的主频就没升过,就是因为ID稳定的原因,而90年代主频是一直在升的。" Q) `; w% N' s$ \1 r  {- ^

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    该用户从未签到

    沙发
    发表于 2024-9-19 00:27:53 | 只看该作者
    这个真是太好了!总算真正明白了。
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
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    [LV.1]炼气

    板凳
    发表于 2024-9-19 15:52:55 | 只看该作者
    搞个图就一目了然了。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-9-2 01:57
  • 签到天数: 37 天

    [LV.5]元婴

    地板
    发表于 2024-9-19 20:22:11 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-9-19 15:52& |1 z1 a' B; Y- s9 }2 a2 O; v0 v0 d, E
    搞个图就一目了然了。
    3 l! R' T/ I5 v7 |/ O
    想进一步图文并茂科普的话请移步下面的链接
    8 n5 X0 J) ?5 e- c晶体管的发展史:技术如何逼近极限?https://finance.sina.cn/2021-03-14/detail-ikkntiam1218666.d.html2 d+ Q' _" ~2 o
    晶体管基本概念 https://juejin.cn/post/7010690489741475847

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    参与人数 1爱元 +4 收起 理由
    唐家山 + 4 谢谢分享

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-2-8 04:51
  • 签到天数: 1811 天

    [LV.Master]无

    5#
     楼主| 发表于 2024-9-19 23:44:47 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-9-18 23:52
    & t$ `! P* L4 {' C0 l, r搞个图就一目了然了。
    . P3 s# K2 c% t, k7 s% }- g
    一直没学会搞图床。。。
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  • TA的每日心情
    开心
    22 小时前
  • 签到天数: 3522 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2024-9-20 04:16:26 | 只看该作者
    上学时候学过。。。后来做电力, 不接触这个了
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