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Intel 10nm SuperFin变革晶体管:性能提升超15%

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发表于 2020-8-13 22:40:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
这些年,随着半导体技术的日益复杂化,先进制造工艺的推进越来越充满挑战性,同时由于没有统一的行业标准,不同厂商的“数字游戏”让这个问题更加复杂化,也让大量普通用户产生了误解。
作为半导体行业的龙头老大,Intel曾经一直站在先进制造工艺的最前沿,领导行业技术创新,但是近两年,Intel似乎大大落伍了,14nm常年苦苦支撑,10nm一再推迟而且无法达到高性能,7nm最近又跳票了……
三星、台积电则非常活跃,8nm、7nm、6nm、5nm……一刻不停。尽管很多行业专家和Intel都一再强调,不同工厂的工艺没有直接可比性,“数字游戏”更是误导人,但在很多人心目中,Intel似乎真的落伍了。
真的吗?当然不是。
Intel今天就抛出了一枚重磅炸弹,10nm工艺节点上加入了全新的“SuperFin”晶体管,实现了历史上最大幅度的节点内性能提升,仅此一点就足以和完全的节点跨越相媲美。
简单地说,SuperFin的加入,几乎等效于让10nm变成(真正的)7nm!
历史上,Intel一直在晶体管这一对半导体工艺的基石进行变革创新,比如90nm时代的应变硅(Strained Silicon)、45nm时代的高K金属栅极(HKMG)、22nm时代的FinFET立体晶体管。
即便是饱受争议的14nm工艺,Intel也在一直不断改进,通过各种技术的加入,如今的加强版14nm在性能上相比第一代已经提升了超过20%,堪比完全的节点转换。
在这一代的10nm工艺节点上,Intel同样融入了诸多新技术,比如自对齐四重曝光(SAQP)、钴局部互连、有源栅极上接触(COAG)等等,但它们带来的挑战也让新工艺的规模量产和高良品率很难在短时间内达到理想水平。
尽管如此,Intel也没有追随改名打法,而是继续从底层技术改进工艺。
在最新的加强版10nm工艺上,Intel将增强型FinFET晶体、Super MIM(金属-绝缘体-金属)电容器相结合,打造了全新的SuperFin,能够提供增强的外延源极/漏极、改进的栅极工艺,额外的栅极间距。
SuperFi在技术层面是相当复杂的,这里我们就长话短说,只讲讲它的主要技术特性,以及能带来的好处,也就是如何实现更高的性能,简单来说有五点:
1、增强源极和漏极上晶体结构的外延长度,从而增加应变并减小电阻,以允许更多电流通过通道。
2、改进栅极工艺,以实现更高的通道迁移率,从而使电荷载流子更快地移动。
3、提供额外的栅极间距选项,可为需要最高性能的芯片功能提供更高的驱动电流。
4、使用新型薄壁阻隔将过孔电阻降低了30%,从而提升了互连性能表现。
5、与行业标准相比,在同等的占位面积内电容增加了5倍,从而减少了电压下降,显著提高了产品性能。
该技术的实现得益于一类新型的高K电介质材料,它可以堆叠在厚度仅为几埃米(也就是零点几纳米)的超薄层中,从而形成重复的“超晶格”结构。这也是Intel独有的技术。
Intel声称,通过SuperFin晶体管技术等创新的加强,10nm工艺可以实现节点内超过15%的性能提升!
当然,一如之前的各代工艺,Intel 10nm也不会到此为止,后续还会有更多大招加入,继续提升性能——看起来还是10nm,但已经不再是简单的10nm。
10nm SuperFin晶体管技术将在代号Tiger Lake的下一代移动酷睿处理器中首发,现已投产,OEM笔记本将在今年晚些时候的假日购物季上市。
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