CPU晶圓尺寸-300mm和蝕刻尺寸-90nm介紹

2020-07-16 13:14:02

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供稿：網友

　　硅晶圓尺寸是在半導體生產過程中硅晶圓使用的直徑值。硅晶圓尺寸越大越好，因為這樣每塊晶圓能生產更多的芯片。比如，同樣使用0.13微米的制程在200mm的晶圓上可以生產大約179個處理器核心，而使用300mm的晶圓可以制造大約427個處理器核心，300mm直徑的晶圓的面積是200mm直徑晶圓的2.25倍，出產的處理器個數卻是后者的2.385倍，并且300mm晶圓實際的成本并不會比200mm晶圓來得高多少，因此這種成倍的生產率提高顯然是所有芯片生產商所喜歡的。
　　然而，硅晶圓具有的一個特性卻限制了生產商隨意增加硅晶圓的尺寸，那就是在晶圓生產過程中，離晶圓中心越遠就越容易出現壞點。因此從硅晶圓中心向外擴展，壞點數呈上升趨勢，這樣我們就無法隨心所欲地增大晶圓尺寸。
　　　蝕刻尺寸是制造設備在一個硅晶圓上所能蝕刻的一個最小尺寸，是CPU核心制造的關鍵技術參數。在制造工藝相同時，晶體管越多處理器內核尺寸就越大，一塊硅晶圓所能生產的芯片的數量就越少，每顆CPU的成本就要隨之提高。反之，如果更先進的制造工藝，意味著所能蝕刻的尺寸越小，一塊晶圓所能生產的芯片就越多，成本也就隨之降低。比如8086的蝕刻尺寸為3μm，Pentium的蝕刻尺寸是0.80μm，而Pentium 4的蝕刻尺寸當前是0.09μm。目前Intel的300mm尺寸硅晶圓廠可以做到0.065μm（65納米）的蝕刻尺寸。
　　此外，每一款CPU在研發完畢時其內核架構就已經固定了，后期并不能對核心邏輯再作過大的修改。因此，隨著頻率的提升，它所產生的熱量也隨之提高，而更先進的蝕刻技術另一個重要優點就是可以減小晶體管間電阻，讓CPU所需的電壓降低，從而使驅動它們所需要的功率也大幅度減小。所以我們看到每一款新CPU核心，其電壓較前一代產品都有相應降低，又由于很多因素的抵消，這種下降趨勢并不明顯。

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