TA的每日心情 | 开心
2023-2-8 04:51 |
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本帖最后由 moletronic 于 2024-9-18 08:30 编辑
4 b* @7 ?4 e# [2 I9 v1 ^+ Y: M' T, H6 u* g) _5 W2 k+ e3 v
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。
8 Y, ]# f! y- K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：7 g5 X8 H& u- p: r4 L) P
^{2} "I_{D}=\frac{\mu_{n}C_{ox}}{2}\frac{W}{L}\left( V_{GS}-V_{th} \right)^{2}") 0 Q; O. {* @+ s* o
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。/ Q- R, \, `8 I& s8 z. u
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。) u: J; [6 @% ?2 x T m) d
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。
+ c# ^7 m0 X$ `9 q" }& H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。
" D0 o# N% V+ z* p* L7 D$ d" u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。
( `" W5 I9 U/ R, s2 i0 H: A/ a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。1 M; k6 ~' \. k) ]) I
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发表于 2024-9-19 00:27:53
