半导体制造芯片分选设备-IBM
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神秘的处理器制程工艺摩尔定律指导集成电路(IC,Integrated Circuit)工业飞速发展到今天已经40多年了。
在进入21世纪的第8个年头,各类45nm芯片开始批量问世,标志着集成电路工业终于迈入了低于50nm的纳米级阶段。
而为了使45nm工艺按时“顺产”,保证摩尔定律继续发挥作用,半导体工程师们做了无数艰辛的研究和改进—这也催生了很多全新的工艺特点,像大家耳熟能详的High-K、沉浸式光刻等等。
按照业界的看法,45nm工艺的特点及其工艺完全不同于以往的90nm、65nm,反而很多应用在45nm制程工艺上的新技术,在今后可能贯穿到32nm甚至22nm阶段。
今天就让我们通过一个个案例,来探索一下将伴随我们未来5年的技术吧。
你能准确说出45nm是什么宽度吗?得益于厂商与媒体的积极宣传,就算非科班出身,不是电脑爱好者的大叔们也能知道45nm比65nm更加先进。
但如果要细问45nm是什么的长度,估计很多人都难以给出一个准确的答案。
而要理解这个问题,就要从超大规模集成电路中最基本的单元—MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体)晶体管说起。
我们用半导体制作MOS管就是利用其特殊的导电能力来传递0或者1的数字信号。
在栅极不通电的情况下,源区的信号很难穿过不导电的衬底到达漏区,即表示电路关闭(数字信号0);如果在栅极和衬底间加上电压,那么衬底中的电荷就会在异性相吸的作用下在绝缘氧化层下大量聚集,形成一条细窄的导电区,使得源区和漏区导通,那么电流就可以顺利从源区传递到漏区了(信号1)。
这便是MOS最基本的工作原理。
在一块高纯硅晶圆上(在工艺中称为“P型半导体衬底”)通过离子扩散的方法制作出两个N型半导体的阱——通俗地讲P型是指带正电的粒子较多,N型则是带负电的粒子比较多。
再通过沉积、光刻、氧化、抛光等工艺制造成如图中所示的MOS管,两个阱的上方分别对应源区(source)和漏区(drain),中间的栅区(gate)和下方的衬底中间用一层氧化绝缘层隔开。
附录术语表A∙AC交流电:在固定周期内,电流的大小或方向的变化(改变)。
∙Acceptor--受主通过在导带中减少电子的数量,形成”空穴”,从而形成P型半导体的杂质。
这些”空穴”是正电荷的载流子。
参见“施主”。
∙ACD自动呼叫(来电)分配(电信)∙ACIA异步通信接口适配器∙酸度溶液中氢离子的浓度水平。
酸度用pH值表示。
PH值是对数标度。
酸度值大多从1(极高的酸度值)到14(极高的碱度值)。
∙ACL先进互补型金属氧化物半导体逻辑∙Activ e Component--有源组件一种具有增益或开关电流的(非机械)电路组件,如二极管、晶体管等。
∙A/D--模-数模-数转换器∙ADC模-数转换器把取样的模拟信号转换成数字码的过程,表示最初抽样信号的幅度。
∙ADSL非对称数字用户线路(机顶盒)∙AE自动曝光∙AEL机载曝光限制∙AES俄歇电子谱仪∙AF1) 音频2) 自动聚焦∙AFC自动频率控制∙AFM原子力显微镜∙AGC自动增益控制∙AI人工智能∙ALC自动电平控制∙Aligne--光刻机定位器r用于光刻的机器,根据硅芯片上提前刻的记号与掩模或模板对准。
有四种定位器:接触式、临近效应、投影和步进机。
∙Alignment-对准调整掩模和芯片之间的位置。
对准之后,当照射光通过掩模的透明区域时,芯片上对辐射敏感的光刻胶曝光。
∙Alignment mark--对准标记单个器件或电路中使几层光掩模对准的参考标志。
∙ALSTTL先进低功率肖特基晶体管-晶体管逻辑一种功耗只有LSTTL一半的高速双极逻辑系列产品。
∙Alloy-合金1) 在半导体工艺中,合金工艺指加处理,用于改进硅衬底和互连金属的金相之间的相互作用。
这一步骤可以改进欧姆接触。
2)冶金是指两种或多种金属混合,形成某种化合物。
∙ALU算法和逻辑部件执行加、减、乘、除运算,以及逻辑运算(掩蔽,转换)∙Aluminum--铝常用于半导体技术的一种金属,在芯片上使器件形成互连。
CPU光刻技术分析与展望前言:光刻技术作为半导体工业的“领头羊”,在半个世纪的进化历程中为整个产业的发展提供了最为有力的技术支撑。
历经50年,集成电路已经从上世纪60年代的每个芯片上仅几十个器件发展到现在的每个芯片上可包含约10亿个器件。
在摩尔定律的指引下,半导体技术的集成度每3年提高4倍。
半导体光刻的工艺高低,决定了在单位圆晶片上能够集成晶体管的数目。
我们通常所说的90纳米45纳米是指在圆晶片上能够刻蚀的晶体管的最短沟道。
沟道越短则芯片的速度越快,时钟的上升沿就越短,进而提高集成芯片的系统时钟。
●光刻技术在半导体产业中的重要地位人类社会对于“刻”、“做标记”并不陌生。
作为文明的标志,远古的人们在洞穴中刻出了生命的图腾。
作为现代科学的象征,今天的人们在半导体晶片上刻出电路的结构。
远古的人们用的是木头,石头,今天人们更加聪明,需要刻在更加微小的尺度上,人们用的是电和光。
同样是一个刻,刻在半导体上就成了电路。
当然实际上没有理论分析地这么简单。
光刻只是在半导体上刻出晶体管器件的结构,以及晶体管之间连接的通路。
要真正地实现电路,则还需要搀杂,沉积,封装等系列芯片工艺手段。
但光刻是第一步,整个芯片工艺所能达到的最小尺寸是由光刻工艺决定的。
自从1947年第一个晶体管发明以来,科学技术一直在迅猛发展,为更高级、更强大、成本效益和能效更高的产品发明铺平了道路。
尽管进步巨大,但是晶体管发热和电流泄露问题始终是制造更小的晶体管、让摩尔定律持久发挥效力的关键障碍。
毫无疑问,过去40年一直用来制造晶体管的某些材料需要进行替代。
世界上第一个晶体管从第一个晶体管问世算起,半导体技术的发展已有多半个世纪了,现在它仍保持着强劲的发展态势,继续遵循Moore定律即芯片集成度18个月翻一番,每三年器件尺寸缩小0.7倍的速度发展。
大尺寸、细线宽、高精度、高效率、低成本的IC生产,正在对半导体设备带来前所未有的挑战。
集成电路在制造过程中经历了材料制备、掩膜、光刻、清洗、刻蚀、渗杂、化学机械抛光等多个工序,其中尤以光刻工艺最为关键,决定着制造工艺的先进程度。
高端芯片制造央企龙头股(详情)高端芯片制造央企龙头股高端芯片制造央企龙头股包括中芯国际、华虹半导体、通富微电、华润微电子、中环股份、长电科技等。
高端芯片人工智能概念股高端芯片人工智能概念股有很多,以下是一些建议:景嘉微:该公司推出了J-VES201系列高端显卡,用于GPU加速,人工智能计算等。
寒武纪:该公司的产品管线覆盖了多种核心产品,包括:寒武纪1A、寒武纪1H、寒武纪2B、寒武纪2T等,这些产品被设计用于不同场景,满足客户不同的需求。
云从科技:该公司推出了AI平台“看见”,它以支撑多模态大模型算法建设,为不同行业提供综合解决方案,包括智慧金融、智慧治理、智慧出行、智慧商业。
“看见”可支持知识增强的大模型,提供强大的语义理解与知识推理能力,为“智慧”注入更多“智能”。
宝信软件:该公司与上海交通大学和IBM共同研发了深度学习领域的最新算法平台-深度学习实验室平台iWSL。
中科曙光:该公司与天津海河工业区联合成立了合资公司-天津海光信息技术有限公司。
合资公司的主要产品包括:海光一号、海光二号、海光三号系列服务器和存储器。
这些产品采用了X86架构,能够满足党政军、电信、能源、金融、电力、科研等关键应用领域对高速计算和数据处理的需求。
以上这些公司都是高端芯片人工智能领域的重要参与者,他们的产品和技术对于推动人工智能的发展和应用起到了重要的作用。
高端芯片领域龙头股高端芯片领域龙头股有:1.华大九天:公司是一家国产EDA软件研发企业,专注于EDA软件研发和销售。
2.龙芯中科:龙芯中科在高端CPU领域有着不错的发展,其主要产品系列包括龙芯系列、鸿福系列、吉宏系列、君正系列。
3.龙芯生态:公司是龙芯系列CPU厂商,主要面向桌面应用、网络安全和终端等领域。
4.国民技术:公司已形成以RISC-VCPU核、安全芯片、存储器为主的技术体系。
5.紫光国微:公司基于NORFlash、NOR-SSO、NOR-SS0、NVM、CMOS传感器、SoC等不同产品形态的芯片产品广泛应用于银行卡芯片、通讯用芯片、汽车电子芯片、计算机与消费电子芯片、物联网芯片等众多领域。
联发科外包业务模式一、无晶圆厂无晶圆厂(英语:Fabless Semiconductor Company)是指只进行硬件芯片的电路设计,然后设计交由晶圆代工厂制造为成品,并负责销售产品的公司。
由于半导体器件制造耗资极高,将集成电路产业的设计和制造两大部分分开,使得无厂半导体公司可以将精力和成本集中在市场研究和电路设计上。
而专门从事晶圆代工的公司则可以同时为多家无厂半导体公司提供服务,尽可能提高其生产线的利用率,并将资本与营运投注在昂贵的晶圆厂。
“无厂半导体公司-晶圆代工模式”的概念最初是由Xilinx 的伯尼·冯德施密特(Bernie V. Vonderschmitt)和CT的戈登·A.坎贝尔(Gordon A. Campbell)所提出。
好处很明显了,负担很轻,自己只管设计就行了,不用耗费巨资去兴建晶圆厂、开发新工艺,但坏处同样很突出:你设计出来了,能否造出来、即便造出来又是个什么样子你就无法做主了,得看代工伙伴的能耐。
这方面的教训当然很多:台积电40/28nm两代工艺最初都很不成熟,产能也是迟迟上不来,让整个行业为之拖累。
GlobalFoundries32nm工艺没有达到AMD的预期水平,第一代FX/APU处理器的频率和电压就跟设计的差很多,28nm工艺吹了那么久直到现在才刚刚上路,迫使AMD一度放弃了整整一代的低功耗APU,不得不重新设计再去找台积电。
二、IDM模式也就是垂直整合模式。
与“无晶圆厂-芯片外包代工模式”相对的半导体设计制造模式为“垂直整合模式”(英语:IDM, Integrated Design and Manufacture),即一个公司包办从设计、制造到销售的全部流程,需要雄厚的运营资本才能支撑此营运模式,如英特尔和三星。
三星电子一方面是垂直整合模式,能制造自己设计的芯片;另一方面,它也扮演代工厂的角色,同时给苹果公司为iPhone、iPad设计的处理器提供代工服务。
新一代半导体工艺—90纳米工艺类型:合作作者:日期:2003-04-04 14:41:22基本介绍90纳米对半导体厂商来说,是更加尖端的技术领域,过去工艺都以“微米”做单位,微米(mm)是纳米(nm)的1000倍。
我们常以工艺线宽来代表更先进的半导体技术,如0.25微米、0.18微米、0.13微米,0.13微米以下的更先进工艺则进入了纳米领域。
市场好的时候,晶圆厂产能不足,生产线为了满足客户订单疲于奔命,工作重点在提升合格率;市场不好的时候,才是晶圆厂真正投入研发工作的时候。
2002年市场复苏迟缓,对IC需求减缓,各大半导体公司的晶圆厂产能过剩,设备和人力的闲置让晶圆厂有时间从事研发新一代工艺。
130纳米(0.13微米)在2001年是各大半导体公司的研发重点,至今130纳米已经逐渐导入量产,半导体公司的研发能量推向新一代90纳米工艺。
国际半导体技术蓝图(International technology roadmap for semiconductor,ITRS)是由半导体先进国家的讨论,为工艺的未来进行预测,2001~2002年130纳米进入产品商业化阶段,预计2004年90纳米技术将可导入生产线量产。
厂商动态中国我国内地中芯从各个方面入手提升高阶工艺,包括2002年年底装置荷兰光刻设备供货商ASML的193纳米高阶扫描仪;与比利时微电子科技研发中心(IMEC)签订合作关系,将0.13微米工艺转让给中芯,这对于中芯攻克低介电(Low-K)技术相关难题将有帮助。
此外,TI是0.13微米工艺的合作厂商,TI将协助中芯提升0.13微米工艺,并不是授权相关核心技术。
中芯努力成为中国最重要的晶圆代工厂的意图显而易见,一步步往高阶工艺迈进,更计划在2003年年初开始90纳米工艺的研发工作。
台湾地区台积电台积电90纳米研发中心位于竹科,目前研发人员共35人,欧洲的飞利浦、意法半导体,美国的摩托罗拉、巨积以及日本的NEC等公司都已正式公开与台积电在90纳米的工艺达成联盟伙伴关系。
摩尔定律的过去、现在和未来戴锦文;缪小勇【摘要】分析研究了半导体技术摩尔定律的过去、现在和未来,重点分析了摩尔定律的产生、发展以及在基础物理、光刻、制造成本及功耗等方面的困难和挑战.同时讨论了"超越摩尔定律"的发展方向、适应领域范围,以及摩尔定律在未来的可能实现方式.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2015(015)010【总页数】5页(P30-34)【关键词】摩尔定律;芯片尺寸极限;超越摩尔定律;beyond CMOS【作者】戴锦文;缪小勇【作者单位】南通富士通微电子股份有限公司,江苏南通226006;南通富士通微电子股份有限公司,江苏南通226006【正文语种】中文【中图分类】TN303摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登•摩尔(Gordon Moore)在搜集1959年至1965年集成电路上晶体管数量的数据基础上,于1965年4月提出的[1]。
其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,约每隔18~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
最新的研究表明,“摩尔定律”的时代将会退出,因为研究和实验室的成本十分高昂,而有财力投资在创建和维护芯片工厂的企业很少。
芯片制程也越来越接近半导体的物理极限,将难以再缩小下去。
预计定律将持续到2017—2020年。
本文对摩尔定律的过去、现在进行了阐述,并进一步预测和分析了摩尔定律在未来可能发生的变化。
2.1 摩尔定律的产生1959年,美国著名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。
这种平面型制造工艺是在研磨光滑平整的硅片上,采用一种所谓“光刻”的技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。
“光刻”的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,因而具有极大的发展潜力。
因此平面工艺被认为是“整个半导体的工业键”,也是摩尔定律问世的技术基础。
1961年4月25日,第一个集成电路专利被授予罗伯特•诺伊斯。
搜集了些半导体厂商的 LOGO ,让大家认识下。
从事电子元器件这行应该知道业内一些牛逼的企业。
就像广告人知道哪些是4A 广告公司, 会计师知道 4大一样!本文就介绍半导体行业最牛逼的 25家企业。
很多小日本的企业。
不得不承认人家在技术上很牛逼!1. 英特尔,营收额 313.59亿美元英特尔公司 (美国是全球最大的半导体芯片制造商,它成立于 1968年,具有 44年产品创新和市场领导的历史。
1971年,英特尔推出了全球第一个微处理器。
微处理器所带来的计算机和互联网革命,改变了整个世界。
2. 三星,营收额 192.07亿美元三星电子 -主要业务为消费型电子、 DRAM 与 NAND Flash,微控制器和微处理器、无线通信芯片与晶圆代工,美国《财富》杂志 2011年世界 500强行列中排名第 22位,集团旗下的旗舰公司。
2009年营业额约为 99兆 7000亿韩元。
3. 德州仪器,营收额 128.32亿美元德州仪器(英语:Texas Instruments,简称:TI ,是世界上最大的模拟技术部件制造商,全球领先的半导体跨国公司,以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世,主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。
除半导体业务外, 还提供包括传感与控制、教育产品和数字光源处理解决方案。
德州仪器(TI 总部位于美国德克萨斯州的达拉斯,并在 25多个国家设有制造、设计或销售机构。
4. 东芝,营收额 101.66亿美元东芝公司(Toshiba Corporation是日本最大的半导体制造商,亦是第二大综合电机制造商,隶属于三井集团旗下。
公司创立于 1875年 7月,原名东京芝浦电气株式会社, 1939年由东京电气株式会社和芝浦制作所合并而成, 业务领域包括数码产品、电子元器件、社会基础设备、家电等。
20世纪 80年代以来,东芝从一个以家用电器、重型电机为主体的企业, 转变为包括通讯、电子在内的综合电子电器企业。