TA的每日心情 | 开心
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本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑 : R2 ]) M$ o+ K' |& C2 ^
( M/ p; J9 i$ V! H0 p9 u) l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。
, c2 _6 i( B0 M5 g3 I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：
5 E% k, G0 x5 ^2 j& g+ [% W^{2} "I_{D}=\frac{\mu_{n}C_{ox}}{2}\frac{W}{L}\left( V_{GS}-V_{th} \right)^{2}") " @4 O0 o: s3 @4 m2 V, A
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。
9 s$ P4 c; W" e6 N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。2 G1 E, M. x& t4 t
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。2 H" L9 U) s( N: W; ]
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。
. D, T" g- n! m" I, Q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。
" a" C: D2 G2 I# T4 [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。+ D0 j( L" X' q( N$ F
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发表于 2024-9-19 00:27:53
