各大业者发表65nm制程相关技术

2008-02-13 00:32:10来源: DIGITIMES

  长久以来,微处理器一直扮演着半导体制程相关技术进步的推手,所以,在本届的ISSCC之中,各大业者所发表新一代的相关技术,更是吸引了来自产学研各界的关注。这是较受注目的议题,包括了英特尔发表积集80个CPU为核心的微处理器、P.A. Semi耗功仅有25W的2GHz芯片、IBM利用采用65nm制程生产的第二代微处理器等等。

  就半导体制程的技术领域中,IBM拥有相当广泛与领先的专利和技术,所以在面对纳米制程方面,每年IBM都能够开发出更新一代的产品和制程,在本次的ISSCC中,IBM公开了65nm制程的Cell照片,清晰的标示出SRAM所摆放的位置,这样的芯片裸片被公开发表之后,更是吸引了全球各大媒体的注意,同时也成为记者、编辑群讨论的热门话题之一。在演讲中,IBM并没有直接讨论到Cell内部,所发表的方向是以如何提高新Cell的一级缓冲器、二级缓冲器,以及Cell之中,内暂存器所使用SRAM的相关性能等等议题为主。

  因为Play Station 3 让IBM的65nm微处理器成为焦点

  其实就发表的时间点来说,这颗65nm的“Cell Broadband Engine”微处理器并非是最新的产品,但是会受到如此的关注,全是因为索尼计算机娱乐,采用了这颗微处理器作为新一代电视游乐器“Play Station 3”的运算单元,才逐渐被市场所熟知,因此,包括东芝和索尼计算机娱乐也加入了此微处理器的量产行列之中。

  原本“Play Station 3”上市之初,是采用90nm的微处理器,但后来索尼计算机娱乐采用这颗65nm微处理器的时间点,也不过是在2006年下半年度。原因是因为,就整体的销售成果来看,索尼计算机娱乐出现了542亿日元的营业亏损,所以就整个游戏机的平台上,索尼计算机娱乐做了一次通盘性的考虑,将“Play Station 3”透过三大策略来推动成本的降低,包括了缩小芯片面积、减少零组件的使用数量、和提高半导体良率。而其中缩小芯片面积就促成了索尼计算机娱乐采用这颗65nm微处理器的动力,这样的改变,可使Cell的芯片面积,比采用90nm制程时,面接缩小约40%左右,而达到降低成本的目标。

  另一方面,这颗65nm微处理器,之所以倍受现场记者、编辑群讨论的原因是在于,IBM利用演讲开始的20秒,公布了65nm制程的Cell裸片照片,而引起喧然。不过在全球所发表关于这颗微处理器的讯息上,有一点是错误的,有部分的媒体将此颗微处理器的工作时脉写成6GHz,而大肆宣称已经超越了英特尔,以及IBM的Power 6,事实上这是有些错误的,因为6GHz只不过是这颗微处理器中SRAM的频率。
  
  英特尔利用新技术克服65nm制程漏电流

  在65nm制程的领域,除了几乎成为焦点的IBM之外,英特尔也不落人后的在ISSCC 2007上,发表了65nm制程的“Merom”处理器芯片,展现出在半导体领域居于技术领导的地位。此外,英特尔也在活动中发表了另一项制程技术--拥有80颗运算核心的试验性处理器。

  关于65nm制程的技术,英特尔所锁定的目标是克服漏电流这项严重问题,因为就制程而言,芯片制程从90nm朝向65nm微细化的过程中,晶体管的漏电流将会增加10倍以上,这对于整体的耗功性带来相当严重的挑战。例如,英特尔的Pentium 4是采用90nm制程量产,虽说是90nm制程,但是Pentium 4的漏电流问题就相当严重,因为在总耗电量中,漏电流所占的比例就高了达30%,如果在65nm制程的设计中,还是沿用90nm的设计观念而不加以改善的话,那么漏电流将会成为芯片中最严重的缺陷,甚至保持耗电量在100W以下的更是遥遥无期。

  所以针对这样的情况,英特尔的作法是在禁行制程更微细化的同时,采取了严谨的时脉闸控制(Clock Gating)和电源闸控(power gating)等等作法,来降低漏电量,使得芯片65nm制程的设计中,让漏电流在总耗电量中所占的比例,降低至到90nm相同的水平,也就是说仅占10%40%左右,不会出现无限度的扩大。因此,英特尔在更新一代45nm制程的“Merom”处理器芯片,已经采用这样的手法,实际的作法是,在45nm CMOS处理器之中,导入了high-k绝缘膜,这样改变的好处是,栅极所出现的漏电流将比65nm CMOS处理器更低,虽然在数据上得到令人兴奋的结果,但是这还却是仅仅一部份而已,因为另一方面的Subthreshold Leakage漏电流问题并不能获得解决,所以,还是需要开发出新一代芯片低耗电相关的新技术。

  其实在整个ISSCC 2007活动中,并非只有英特尔和IBM讨论到65nm制程这一个议题,包括AMD、P.A. Semi及Sun Microsystems也都有相关的研发报告发表。

关键字:显示  缓冲  裸片  运算  单元  营业  面积

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/eda/200802/article_17817.html
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