فناوری‌های ساخت هر شرکت نامی اختصاصی دارند، و هیچ پایه و اساس و قانون خاصی ندارند. کمپانی‌های رقیب نام فناوری‌های ساخت خود را 7 نانومتر انتخاب کرده‌اند درحالی که هم رده فناوری ساخت 10 نانومتری اینتل هستند.

اینتل قرار است تا فناوری ساخت 10 نانومتری خود را در نیمه اول سال 2019 معرفی کند. اما اگر به سامسونگ، TSMC یا Global Foundries نگاه کنید همگی تا نیمه اول 2018 شروع به تولید انبوه چیپ‌های مبتنی بر فناوری‌های 7 نانومتری خواهند کرد. اما آیا اینتل واقعا این مقدار از رقابت عقب افتاده است؟ برای پاسخ به این سوال باید گفت که نام‌ فناوری‌های ساخت هر کمپانی صرفا یک نام است و به هیچ وجه نماینده عملکرد نیست. فناوری ساخت 10 نانومتری اینتل درواقع هم رده فناوری‌های ساخت 7 نانومتری کمپانی‌های TSMC، سامسونگ و Global Foundries است. درواقع اندازه ترانزیستورهای اینتل کمی بزرگ‌تر از TSMC است و تعداد ترانزیستور به ازای مساحت برای فناوری ساخت 10nm اینتل از بقیه کمپانی‌ها بیش‌تر است. برای شناخت بهتر از این موضوع بهتر است درمورد نحوه ساخت چیپ‌ها اطلاعات بیشتری کسب کنید. 

شاید بدانید که عملکرد پردازنده‌ها بر پایه ترانزیستورها بنا شده است. ترانزیستورها درواقع کلیدهایی هستند که قطع و وصل بودن جریان را کنترل می‌کنند. این عمل ترانزیستور عملکردهای شرطی را ممکن می‌سازد. هر ترانزیستور سه پایه Gate ،Source و Drain دارد. درواقع ترانزیستور با وجود جریان در پایه G می‌تواند جریان ورودی از S به D را قطع کند. ترانزیستورها خود با توجه به استفاده‌ای که دارند چند نوع هستند. نوعی از ترانزیستور که در پردازنده‌ها وجود دارد از میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان Gate برای قطع کردن جریان از S به D استفاده می‌کند. این ترانزیستورها برروی ویفرهای دایره‌ای سیلیکونی ساخته می‌شوند. درواقع این ویفرها به عنوان یک بستر برای قرارگیری ترانزیستورها عمل می‌کنند. ترانزیستورها به شکل لایه‌ای بسیار نازک در یک طرف ویفر ساخته می‌شوند. یکی از اصلی‌ترین تکنولوژی‌های مورد استفاده در فرآیند ساخت ترانزیستورها بر روی سیلیکون، لیتوگرافی است. با استفاده از لیتوگرافی می‌توان ترانزیستورهایی بسیار کوچک ساخت. 

ترانزیستورهای کوچکی که امروزه در پردازنده‌ها استفاده می‌شوند در اولین لایه قرار گرفته بر روی ویفر سیلیکونی یافت می‌شوند. فرآیند دقیق ساخت بسیار پیچیده است و به آن وارد نمی‌شویم ولی ترتیب ساخت تقریبا از پایین به بالا است. ابتدا لایه‌ اصلی ترانزیستورها بر روی ویفر ساخته می‌شود، سپس اتصالات به پایه‌های ترانزیستورها ساخته می‌شود و پس از آن می‌توان ترانزیستورها را به طور دلخواه در چندین لایه سیم کشی به یکدیگر متصل کرد. 

ترانزیستورها از رشته‌های نازکی با نام Fin برای جریان Source-Drain استفاده می‌کنند. این رشته‌ها از میان رشته Gate عبور می‌کنند که قطع یا وصل بودن جریان را کنترل می‌کند. Finها تنها از سطح خود جریان را عبور می‌دهند و افزایش سطح آنها همانند دوتایی شدن یا دراز شدن، کنترل Gate بر جریان را بهبود بخشیده و باعث بهبود قدرت سیگنال می‌شود.

بر روی Finها اتصالی با نام Contact وجود دارد این Contactها چند Fin مربوط به Source یا Drain را به یک اتصال تبدیل می‌کنند. بر روی این Contactها نیز لایه‌های Metal 1 و Metal 2 قرار می‌گیرند و سطح را آماده سیم‌کشی می‌کنند. 

(Contact Poly Pitch (CPP درواقع فاصله بین مرکز دو رشته Gate است. (Minimum Metal Pitch (MMP نیز فاصله عمودی بین دو اتصال لایه Metal 2 است که به Contactها متصل است. حاصل ضرب CPP در MMP به ما اندازه هر ترانزیستور را خواهد داد. ولی تراکم ترانزیستورها در هر میلی‌متر مربع لزوما تابع اندازه ترانزیستورها نیست. تعداد ترانزیستورهای قابل گنجایش در هر میلیمتر مربع درواقع تابعی از اندازه هر سلول است. هر سلول شامل تعداد مشخصی ترانزیستور است و اندازه مشخصی دارد.

در فناوری ساخت 10 نانومتری اینتل نسبت به 14nm اینتل، گام بین Finها کاهش 19 درصدی، گام بین پین‌های لایه Metal 2 کاهش 31 درصدی، ارتفاع هر سلول کاهش 32 درصدی و گام بین Gateها یا همان CPP کاهش 22 درصدی داشته است. 

حاصل ضرب مقدارهای CPP و MPP یا اندازه هر ترانزیستور برای اینتل 2464، برای سامسونگ 2052، برای Global Foundries معادل 2240 و برای TSMC معادل 2280 نانومتر مربع است. البته ارقام مرتبط با اینتل کاملا تایید شده نیستند و ممکن است عوض شوند. 

درواقع یک کمپانی می‌تواند برای پروسه ساخت 14nm FinFET نام 2 نانومتری را هم انتخاب کند و مشتریان را فریب دهد. نه تنها نام‌گذاری اهمیتی ندارد بلکه  اندازه ترانزیستور نیز اهمیت چندانی ندارد. درواقع اینتل با بیشترین اندازه ترانزیستور توانسته است تا به بیش‌ترین تراکم ترانزیستور در هر میلیمتر مربع دست پیدا کند. 106 میلیون ترانزیستور در هر میلیمتر مربع شامل قرارگیری تعداد زیادی از سلول‌های 10nm اینتل کنار هم است.

مطالب مرتبط پیشنهادی

نظر خود را اضافه کنید.

ارسال نظر بدون عضویت در سایت

0

نظرات (20)

  • مهمان - ali

    درود برشما : ساخت یک پردازنده چه برای کامیپوتر چه برای تلفن های هوشمند یا ابزارهای پوشیدنی بسیار پیچیده و هزینه بر و زمان بر هست، مطلبی رو که شما نوشتید ،صحیح نیست، برخی از این فرآیندهای تولید حاصل سال ها تحقیق و مطالعه و صرف میلیادها دلار بودجه های تحقیقاتی و همکاری های تخصص های مختلف منجمله فیزیک (خودش شامل : فیزیک ذرات ،مغناطیس، فیزیک-شیمی)-شیمی-مهندسی برق و الکترونیک-مهندسی مکانیک (مشخصا انتقال حرارت)-رباتیک-مهندسی نرم افزار .همچنین همکاری های فنی بین سایر شرکت های مطرح و سایر شرکت های کوچک و بزرگ و موسسات تحقیقاتی و آکادمیک هست.برای تولید با استفاده از تکنولوژی جدید مثلا 10 نانومتری یا 7 نانومتری ، علاوه بر آمادگی فنی شرکت های مطرح،شرکت های دیگری هم که تجهیزات تولید و ساخت ترانزیستورها رو تولید میکنن، اونها هم باید آمادگی داشته باشند،از جمله شرکت هایی که تجهیزات لیتوگرافی و ساخت فتومسک رو میسازن منجمله شرکت معروف آمریکایی-هلندی-اسرائیلی asml و شرکت آلمانی-اسرائیلی زایس و همچنین شرکت های که تجهیزات لایه گذاری و لایه برداری شیمیایی در مقایس اتمی رو تولید میکنن،منجمله applied materials و شرکتهای lam research,nova, rudolph technologies ,همچنین برای طراحی پردازنده های از نرم افزارهای استفاده میشه به eda معروف هستند که مهمترین تولید کنندگان این نرم افزارها در جهان شرکت آمریکایی اسرائیلی cadence و شرکت synopsys هست،در نتیجه باید یک مجموعه از شرکت های مختلف با هم هماهنگ باشن.

  • مهمان - ali

    در پاسخ به: مهمان - ali

    در کامنت اول منظورم از صحیح نبودن اشاره به کامنت دوستمان با نام hesam iran guy چون در صورت عدم هماهنگی یا بروز مشکل در تولید تجهیزات تولید هر یک از تولید کنندگان ، معرفی هر یک از تکنولوژی های جدید به بازار با مشکل روبرو خواهد شد در نتیجه نمیشه زمان دقیقی برای ورود به بازار تکنولوژی های جدید مشخص کرد.

  • تشکر از نظرتون
    صحیح، به هماهنگی و هزینه‌های زیادی نیاز داره
    ولی متوجه نمیشم که منظورتون از اینکه مطلب صحیح نیست دقیقا چی هست
    یعنی فناوری‌های ساخت توسعه یافته توسط هر شرکتی متفاوت نیستش؟

  • مهمان - ali

    در پاسخ به: سید فرهاد مدرسی

    تکنولوژی تولید FinFet که شرکت TSMC و شرکت سامسونگ استفاده میکنه با تکنولوژی FinFet که شرکت اینتل استفاده میکنه، هر دو یکی هست (منظور از نظر تجهیزات و ماشین آلات تولید) ، تنها تفاوت اونها این هست که ، اینتل FinFet بعدی تولید میکنه، که در نتیجه چند مرحله به فرآیند ساخت اضافه میشه ، اما سامسونگ و شرکت TSMC ترانزیستورهای FinFet دو بعدی تولید میکنه، اما شرکت هایی که از تکنولوژی تولید FD-SOI استفاده میکنن از تجهیزات و ماشین آلات کاملا متفاوتی نسبت به FinFET استفاده میکنن و مراحل تولید اونها کاملا متفاوت هست.

  • مهمان - ali

    در پاسخ به: سید فرهاد مدرسی

    درود بر شما : منظورم این هست که با قاطعیت نمیشه بگیم ، چون سال 2018 تکنولوژی ساخت 10 نانومتر میشه پس سال 2019 یا 2020 حتما تکنولوژی 7 نانومتری تولید میشه ، چون ممکنه هر کدوم از بخش هایی که خدمت دوستان نوشتم به مشکلی برخورد کنن و در نتیجه تولید تکنولوژی های جدید به مشکل برخورد کنه ، فقط دو مورد رو در کامنت گذشته فراموش کردم خدمت دوستان بنویسم شرکتهایی هم هستن که تجهیزات تست ویفرهای تولیدی رو تولید میکنن ، که اصطلاحا به اون wafer inspection میگن ، مثلا وقتی شما روی یک ویفر 450 میلمتری تولید دارید مطمئنا باید بتونید بعد از تولید هرکدوم از فرآیند های تولید رو بررسی کنید تا مشکلات و خطا های احتمالی آشکار بشه و همچنین برای بررسی کنترل نهایی و تولید محصولاتی بدون نقص باید بعد از آخرین مرحله تولید و قبل از packaging تست بشن ، اینجاست که از تجهیزات wafer inspection که معروف ترین تولید کننده اون شرکت آمریکایی اسراییلی kla-tencor و همچنین شرکت های اتریشی آمریکایی evg group و شرکت سویسی آمریکایی susse هستند استفاده میشه ، همچنین استفاده از میکروسکپ های الکترونی بسیار پیشرفت در واقع تکنولوژی ساخت نیمه هادی ها کمک شایانی به پیشرفت میکروسکپ های الکترونی کرده، و این دو تکنولوژی همپای هم پیشرفت میکنن، در کل صنعت نیمه هادی یه صنعت استراتژیک به ارزش 400 بیلیون دلار هست ، که در دست آمریکا ، اسراییل و تا حدودی اتریش و هلند و آلمان هست.

  • مهمان - hesam iran guy

    فرض کنیم درست باشه
    10 اینتل تا 2020 نمیاد
    ولی 7 ای ام دی تا آخر امسال میاد
    فرض کنیم اینتل 10 رو تا آخر 2019 آماده کرد
    اون موقع 5 ای ام دی میاد
    تو 2020 هم 3 ای ام دی میاد
    با فرض اینکه 10 اینتل از نظر کارایی با 7 ای ام دی برابره بازم این شرکت عقبه
    نکته دوم اینکه علت اینکه اینتل نمی تونه 10 نانو رو تولید کنه چون بصورت همزمان داره رو هزار تا چیز کار می‌کنه
    در حالی که تی اس ام سی متمرکزه رو تولید پردازنده
    ای ام دی هم متمرکزه رو معماری گرافیک هاش و سی پی یو هاستینگ
    اینتل با دو تا دست داره هزار تا چیز رو باهم بلند می‌کنه
    حافظه های اپتان - سی پی یو - تولید سی پی یو - کار روی گرافیک هایی که قراره تا 2020 عرضه
    این باعث شده که دیگه هیچ کودوم رو نمی تونه بصورت عالی انجام بده

  • مهمان - ali

    در پاسخ به: مهمان - hesam iran guy

    شرکت اینتل از تکنولوژی FinFet در طراحی ترانزسیتورهای خودش استفاده میکنه در حالی که شرکت ای ام دی از تکنولوژی FD-SOI در طراحی ترانزیستورهای خودش استفاده میکنه ، دو تکنولوژی که فرآیندهای تولید اونها کاملا جدا و متفاوت هست، و محدویت های مختلفی رو دارن، از نیمه دوم سال 2015 اینتل تحقیقات مستقلی رو آغاز کرده تا از تکنولوژی FinFet به سمت تکنولوژی FD-SOI بره ، چون برای تولید پردازنده های اپتیکال نیازمند استفاده از تکنولوژی Silicon photonics و روش تولید monolithic هست و این تکنولوژی ها فقط در روش تولید FD-SOI میسر هست.

  • مهمان - Amir AI

    در پاسخ به: مهمان - hesam iran guy

    AMD فناوری ساخت اختصاصی نداره! تا الان از فناوری Global Foundries استفاده میکرده و برای چیپ های 7nm ش به TSMC سرمایه داده:D:o

  • مهمان - ravi

    اول فکر کردم مطلب جدیدی هست ولی دیدم این مطلب ماه پیش خوندم و الان دوباره پست شده!

    یعنی کمبود خبر و مطلب اومده که مطالب قدیمی رو بازنشر میکنید؟

  • سلام
    مطلب خوبی بود ولی نتیجه گیریش چرت بود .:whistle
    اینکه چگالی پردازنده دسکتاپ رو با پردازنده موبایل مقایسه کردین ، بعد نتیجه میگیریم چون پردازنده های دسکتاپ چگال ترن پس اینتل بهتره .
    بعد اونور داستان میگین اندازه ترانزیستورهای مثلا سامسونگ کوچکتر از اینتله ولی اینتل چگالتره پس بهتره.
    خب تقریبا هر آدم عاقلی میدونه پردازنده موبایل یه سری محدودیت ها داره که نمیشه از مقدار خاصی چگالتر بشه چون مشکل دفع گرما پیدا میکنه .
    نمیدونم این قیاس مع الفارق چی بود اخه ؟ از شهر سخت افزار بعیده

بارگذاری بیشتر ...

ورود به شهرسخت‌افزار

ثبت نام در شهر سخت افزار
ورود به شهر سخت افزار

ثبت نام در شهر سخت افزار

نام و نام خانوادگی(*)
لطفا نام خود را وارد کنید

ایمیل(*)
لطفا ایمیل خود را به درستی وارد کنید

رمز عبور(*)
لطفا رمز عبور خود را وارد کنید

شماره موبایل
Invalid Input

جزو کدام دسته از اشخاص هستید؟(*)

لطفا یکی از موارد را انتخاب کنید