Контакты делают вольфрамовые из-за возможности получения очень хорошей конформности осаждаемого слоя. Другим металлом просто не получится заполнить контактное окно с нужным аспектным отношением. Горловина окна зарастёт раньше, чем сформируется тело пробки, получится здоровенная полость и брак по отсутствию контакта. Но под вольфрам обязательно нужен Ti/TiN лайнер для обеспечения адгезии вольфрама и предотвращения диффузии в кремний. Больше подробностей не скажу, это не мои процессы, надо консультироваться у профильных технологов.
Я и говорю, что это новые идеи "для внутреннего применения". Как Вы думаете, с ними микроэлектроника затащит в новое качество? Ну скажем развитие направления ИИ в виде нейронки на кристалле. Всё-таки (с моей колокольни) сейчас развитие вычислений, в основном, идёт квадратно-гнездовым методом: пихаем память - пихаем логику. Оптимальна ли эта организация и сама КМОП технология для других архитектур (и каких) или придётся переигрывать на уровне функциональных ячеек или даже на уровне элементов? Брутфорсить GFLOPS'ы и Gbit'ы круто конечно, но это же boring... Не?
Да я с этим и не спорю, с точки зрения изнутри микроэлектроники, это определённо развитие, просто афигеть какое, в самом лучшем смысле. Я как бы сам 20 лет как технолог, и читаю про все эти нововведения с огромным интересом и сам прочувствовал, как всё изменилось изнутри, от технологий порядка полмикрона до довольно неплохого уровня. Я про взгляд со стороны. Со стороны, это определённый застой. Микроэлектроника "созрела" как технология, мы тут вряд ли уже увидим совершенно новые идеи. Она сама, конечно же, не виновата. Просто удивляет вера некоторых во "всесильность и бесконечность" микроэлектроники.
Хм :/ Меня тут как-то гоняли в комментариях за высказывание, что микроэлектроника упёрлась в идеологический предел и дальше уже не будет развиваться. Все эти ячейки стопками, WLP и прочее как-то сильно смахивает на типичный застой, когда уже требуются новые продукты, но существующие технологии, по сути, ничего оптимизированного под запросы не могут предложить, только экстенсивный путь "складывания в стопки" того, что уже имеем. Если прищуриться, то мы уже частично вернулись в эпоху мэйнфреймов с централизованными вычислениями в датацентрах. Хорошо, когда тяжёлую работу можно скинуть на серверную сторону с машзалами и МВт'ами питания. И когда есть интернет. А если считать надо здесь, и на том что есть прямо сейчас? Я тут топлю, как минимум, за поиск каких-то принципиально новых архитектур под кремний, хотя, по большому счёту, вероятно, строить их оптимальнее будет уже на каких-то других физ.принципах. Очень мне интересно, когда и что наконец вырастет, и доживу ли я до этого.
Как обычно, по технологии позорище и полно косяков.
Скорее всего вы знаете, что процессоры производят путем фотолитографии. Иными словами, лазер светит через трафарет, который называется маской, и процессор буквально выжигается на кремниевой подложке.
Лютый бред! "Скорее всего" вы НЕ знаете каким путём производят процессоры. Основная ошибка в "выжигании". Естественно, это не так, и никакого отношения к лазерной гравировке фотолитография (ФЛ) не имеет. Освещая, предварительно нанесённый на подложку, слой фоторезиста через фотошаблон (ФШ), излучением, к которому чувствителен фоторезист (ФР), в последнем создаётся скрытое изображение, т.е. участки с модифицированными химическими свойствами. В простейшем случае, для "классических" позитивных новолачных ФР, эта модификация состоит в увеличении скорости растворения экспонированного фоторезиста в растворах щёлочи, которые и являются проявителями. После проявления на подложке остаётся защитная фоторезистивная маска (ФРМ), повторяющая топологию ФШ. ФРМ обеспечивает селективность воздействия на подложку на следующих за ФЛ технологических операциях: жидкостного или плазмохимического травления, ионной имплантации, в некоторых случаях даже осаждения (т.н. взрывная lift-off (англ.) литография). После выполнения этих операций остатки ФРМ удаляются. Для её удаления обычно используют комбинации операций сжигания ФР в кислородной плазме и жидкостной очистки поверхности.
Так индустрия и развивалась: когда достигали предела разрешения лазера — меняли его на лазер с более короткой длиной волны.
Для начала, тут просто нелепица написана: у лазера нет разрешения. Дальше будет также сказано, оказывается, до лазеров тоже была жизнь! Так там что же меняли, одну ртутную лампу на другую? А может фильтр? "Да ну нафиг, не будем этого вообще писать, к чёрту подробности! Ну и что, что бред получился? Зато с огоньком!"
Сначала освоили 248 нм — средний ультрафиолет, а потом 193 нм — глубокий ультрафиолет или DUV.
Ошибка. Средний ультрафиолет (MUV) - это 365 нм, 248 нм - это уже DUV. Чтобы не путать 248 нм DUV и 193 нм DUV часто их обозначают как KrF и ArF (от применяемой среды лазерного источника) ФЛ соответственно. Если лезть в особенности ФЛ процессов, то будет ещё один критерий раздела: для DUV процессов используются исключительно ФР с химическим усилением контраста (CAR). Для 248 нм и 193 нм ФР тоже разные, но принцип работы у них одинаков, в MUV ФР этого нет. По этой причине есть существенные различия в процессах ФЛ для MUV и DUV, в т.ч. даже в принципах построения технологических установок.
193 нм — глубокий ультрафиолет или DUV. Такие лазеры давали максимальное разрешение в 50 нм
Ещё раз: лазеры не могут давать разрешение. Разрешение - есть параметр установки экспонирования (и процесса ФЛ, вообще-то говоря, на чём те же ASML с удовольствием "соскакивают с базара", при первом же удобном случае). Если сравнивать процессы без иммерсии, то для установок с источником 193 нм излучения предел по разрешению порядка 65 нм - 100 нм (и эта величина, и далее, именно разрешение по ФРМ, а не технологическая нода!) в зависимости от "крутизны" модели. ASML даёт аж 57 нм для топовой машины, но хз, я бы вот не стал такой процесс делать в продакшн... То, что ниже, это так называемая ArFi ФЛ, т.е. иммерсия, т.е. когда пространство между последней линзой проекционного объектива и поверхностью ФР при экспонировании заполняется водой. Это совершенно другое поколение установок, хотя "лазер" там с той же длиной волны. Там предел разрешения до 38 нм получен. Всё что ниже, это multiple patterning (MP), и к разрешению самой ФЛ уже не имеет никакого отношения, в общем-то. Зато имеет отношение к точности совмещения слоёв. Вот по этому параметру как раз последние модели ArFi установок и отличаются в первую очередь.
Гиганты Кремниевой Долины потратили сотни миллионов долларов для перехода на 157 нм (лазеры на основе фторид-кальциевой оптики), однако всё было впустую.
Это называется "слышал звон". Эксимерные лазеры на 157 нм делают на фторе (F2). На флюорите делают проекционную оптику установки экспонирования. Проблемы были не только в ней, но и в разработке подходящих материалов для ФШ и ФР. При этом переход 193 нм -157 нм не дал бы практически никакого продвижения вперёд, но предполагал очень большие финансовые затраты и окончательное закатывание в тупик. Поэтому, этот путь был похерен ещё на очень раннем R&D. Вместо него пошёл MP, что конечно никого сильно не обрадовало, но было меньшим и единственно приемлемым злом.
Это как-то меняло преломление луча и позволяло повысить разрешение.
Как-то? Ё-прст!!! "КАК-ТО", Карл! А вы не в курсе КАК? А на хера, простите за мой французский, вы вообще тут делаете? Отличная статья, нечего сказать... Дифракционное ограничение оптического разрешения обратно пропорционально числовой апертуре. Числовая апертура прямо пропорциональна показателю преломления среды. "Как-то" запихиваем воду (n=1.44) под объектив вместо воздуха (n=1.0) и получаем профит по разрешению почти в полтора раза. Да, это, блин, формулы, но могли бы потратить полдня и нарисовать красивые наглядные картинки. За одно сами бы разобрались о чём пишете.
Стали использовать множественное экспонирование, т.е. они стали использовать несколько масок, с разными рисунками, которые дополняют друг-друга.
Ещё одна залепуха от непонимания языка, на котором разговаривать пытаются. Multiple patterning к multiple exposure не относится от слова никак. Это вообще разные техники и делаются для разных целей разным способом. В контексте статьи про "множественное экспонирование" можно вообще не вспоминать. И я про это, кажется, уже как-то писал в комментарии к другой статье этих же оболтусов, но с тех пор никому, видимо, там так и не почесалось почитать матчасть перед тем как нести ахинею... Хотя бы для приличия.
Длина волны лазера скакнула с 193 нм до 13,5 нм, что является крупнейшим скачком за всю историю создания процессоров.
Сюрприз! "Длина волны лазера" в EUV литографии 10.6 мкм, а не 13,5 нм. Т.к. лазер там на CO2. А если вы пишите про источник экспонирующего излучения, то это, на минуточку, не лазер, а LPP (laser produced plasma) источник.
Технологию разрабатывали 81 год и только в 2020 она заработала в полную мощь.
81 год? Да ладно! Вы вообще в курсе, в каком году была создана первая микросхема? Даже писать тут не буду. Хоть это нагуглите сами.
Ключевой момент технологии в том, что она позволит уменьшать техпроцесс вплоть до 1 нм
Вам тут уже написали про названия техпроцессов и разрешение. Так, для справки, ASML сейчас заявляет разрешение топового продакшн EUV сканера на уровне 13 нм. На какие ноды удастся растянуть это разрешение, это не ко мне вопрос. Мне вот гораздо интереснее другое, что произойдёт раньше: возврат к MP на EUV или идея с FET'ами окончательно перестанет работать.
Данные по производству у Вас, ну скажем, почти правильные. А вот причины и выводы не верные. Задачи бы нашлись, да и консервировать там ничего не надо. А вот с техпроцессом "мнение автора может не совпадать...", тем не менее, не стоит надеяться, что на Микроне в текущем оснащении можно развернуть что-то вменяемое на ноде 65 нм. См. тут. Намекаю, звёздочка там не просто так стоит, стоит она там уже долго и надёжно.
Мощный DIY это круто, конечно. Но насколько оправдано по вложениям и затратам времени, вот вопрос.
А хобби вообще крайне редко оправдано по этим параметрам. Автор правильно написал, это всё реализация своих хотелок. Затраты не сопоставимы с прямой выгодой. С точки зрения реализации своих амбиций, если хотите, оправдано полностью: пацан сказал — пацан сделал :)
Вот про радио тоже у меня пунктик, сделать не как все. Первое, я выкинул из рассмотрения «компьютерные» Wi-Fi и BT, т.к. по мне, так это вообще не из той сказки. Потом, я выкинул всевозможные «тупые» варианты модуляции по аналогии с дешёвыми сигналками и погодными станциями. Дальше, я выкинул Zigbee, т.к. дорого, а mesh и всякие наверченные стеки показались мне ненужными сущностями, и вообще, скукота. Туда же отправился LoRaWAN :) Что же осталось? Чистая модуляция LoRa и свой простенький протокол в один уровень. Я даже обнаглел настолько, что решил никакой криптографии не вводить вообще, ни шифрования сообщений, ни даже аутентификации. Почему? Количество настроек модуляции LoRa таково, что само по себе представляет собой нефиговый ключ. Подбирать устанешь. Конечно, он 100% считывается каким-нибудь SDR, но, во-первых, это SDR надо припереть на объект, во-вторых, знать, что там LoRa, в-третьих, знать эту LoR'у настолько хорошо, чтобы распознать настройки модуляции. Решил, что пока это не массовое решение (как автомобильные сигналки), никто даже не станет заморачиваться, как заломать автоматизацию на моей даче :)
Диапазон я тоже выбрал не как все :) Я ушёл максимально низко на 433 МГц. Мне было более интересно хорошее распространение волн, а чем выше частота, тем больше проблем с экранированием окружающими предметами и постройками. На 433 МГц у меня LoRa отлично принимается в любой диспозиции дом-дом с расстоянием между домами примерно 15 м. Решения на 2.4 ГГц на базе NRF24L01 сдувались очень быстро на всех доступных мне модулях. Например, одно атермическое стекло полностью убивает сигнал от антенны такого модуля находящегося вплотную к этому стеклу, одно дерево на пути уже вносит сильнейшие непредсказуемые затухания, крыша из металлочерепицы убивает связь полностью, как только один из модулей выходит из зоны прямой видимости и т.д. А за помехи на 433 МГц я не очень волнуюсь, т.к. это дача и сигнал LoRa хорошо размазан по спектру.
На чем строить свой Умный Дом? На готовых решениях от Miija, Sonoff, Tuya, Apple, Aqara, Rubetek, Yandex, Google и прочих и прочих? Или же построить его самому на базе OpenSource решений типа HomeAssistant, NodeRed, OpenHub, IOBroker и так далее?
А ещё можно взять и сделать своё собственное сквозное решение. Вот так я поглядел на разные форумы и how-to'шки, сделался печальным, что всё это разгребать и сказал «данунахер». Что нам стоит дом построить? Что сделано (включая 100% свою разработку железа и софта): головной контроллер, модули I/O локальные и радио, радиодатчики, радиобрелок, прошивки под это дело, интерфейс к контроллеру web и SMS. На контроллере софт из трёх слоёв: демон обслуживающий непосредственно железки, логика автоматизации на Lua и CGI для браузера. Да, с одной стороны, там много «неправильного» дизайна и программирования, т.к. я «не настоящий сварщик», что-то находится в процессе допиливания на ходу, и наверняка есть куча забагованных мест. С другой стороны решение находится в работе 24/7 уже пару лет без заметных косяков и ещё +2-3 года, если считать первые макеты собранные из китайских плат и палок. Весь комплект своих железок удалось спроектировать примерно за 3 года.
Выводы. Стоит ли так делать? Если стоит задача быстро решить конкретную задачу, то точно нет. Если за интерес, разработать полностью собственную систему, то, на мой взгляд, получился очень хороший проект для прокачки своих скиллов. Конечно, я не сделался, ни хорошим программистом, ни хорошим схемотехником, но подкачал свои знания и умения по многим направлениям. По мне, так отличный развивающий DIY.
PS: И да, я это не люблю называть словами «умный дом». В таком варианте как у меня, и какие в статье приведены примеры, я предпочитаю всё-таки называть это автоматизацией.
Добавлю несколько фраз к ответам. Да, синее — это металл. В левой части структуры область легированная p+ сделана для формирования омического контакта металла к ПП подложке. Иначе получится диод Шоттки. Контакт к подложке сделан, чтобы привести потенциал подложки к потенциалу истока, т.к. транзистор управляется потенциалом затвор-исток. Будет гулять потенциал подложки, поедет пороговое напряжение. За одно этим же способом исключается отпирание pn-переходов КМОП структуры с одним карманом. Открытие этих переходов черевато так называемым тиристорным эффетом или «защёлкиванием», когда КМОП-структура самопроизвольно открывается накоротко и начинает потреблять ток как не в себя. Чтобы этого не произошло используют и дополнительные приёмы. А в более продвинутых технологиях (читай, в любых субмикронных) вообще используют twin-tub процесс с двумя изолированными карманами, правда причин для этого всё же больше, чем только «защелка».
Что касается широко известного «паразитного диода», то в данном примере он получится из pn-перехода подложка-сток. Но о нём говорят, как правило, относительно дискретных транзисторов и называется он в оригинале body diode. У таких транзисторов, как правило, другая структура, не планарная, а вертикальная, но её базовый принцип работы тот же. Отличия в конструкции. Посмотрите объяснение тут, например. И ещё хорошая дискуссия тут.
Задумка со статьёй очень интересная. Реализация ужасная, т.к. имеется в изобилии каша в голове, провалы в памяти и полнейшее незнание или нежелание изучать предмет ПП технологии.
Минутка ярости
Для сравнения, в переводе на айтишный язык Вы только что написали примерно такое руководство по программированию: «компухтер состоит из проца и мозгов, ещё его можно запрограммировать включать свет в туалете, а теперь я вам покажу как разыменовывать указатель в C++, а в следующей части мы будем делать автопилот на питоне».
Критика. Попробуйте учесть это в следующих статьях. Про силикон Вам уже написали. Нет такого материала в микроэлектронике «полисиликон». Есть поликремний. У Вас очень плохо с терминологией и базовой подготовкой. Читайте русские книги по технологии. Их мало, но они есть.
Пассаж про «все микросхемы состоят из кремния и корпуса» и далее впечатляет. Начиная от нагловато-пренебрежительного отношения, типа «чо тут думать, дёргать надо», и заканчивая той же терминологией. Кремний и корпус — это как тёплое и мягкое. В русском языке принят термин «подложка» или «кристалл». Подложка может быть из монокремния, и чаще всего это так, но это вообще не догма, также, как и корпус из пластика.
«Кремний производиться на заводе. Каждый завод имеет свою технологию производства.» Факт, что на заводе. Технология производства электронного кремния ± одинаковая на любом заводе. А микросхемы производят на других заводах, о чём речь дальше и идёт. Это опять какая-то кривая калька с английского.
GDS-II всего лишь формат файла. С тем же успехом можно отправить на производство и OASIS. Лучше говорить о топологии, т.е. содержимом, а не о формате. Ещё, для лучшего понимания результата, неплохо знать, что слои, используемые при проектировании схемы, и технологические «в кремнии» — это вообще-то не одно и то же. Для начала, есть определённые правила преобразования из первых слоёв в так называемые «масочные», т.е. те слои, которые соответствуют топологии фотошаблонов. Несколько слоёв и дататайпов могут накладываться друг на друга с определённой логической функцией для формирования одного масочного слоя, например, или автоматически генерироваться новые масочные слои, отсутствующие в дизайне схемы. А в процессе производства структура вообще будет во многих нюансах выглядеть иначе, чем нарисовано. Примеры. Профили ионного легирования, будут зависеть от режимов разгонки примеси. Размеры после травления будут иметь заранее известные технологические уходы от размеров в дизайне. А контактные окна вообще будут круглыми, хотя рисуют их всегда квадратными.
«Мы будем рассматривать только технологии 130нм ибо про нее я знаю достаточно много.» Really!? Так-то вообще ничего похожего на описание особенностей технологии 130 нм дальше нет.
«Большая область справа это и есть SHA3 схема, а всё остальное так называемый Caravel Harness. Для того чтобы гугл смог произвести вашу микросхему по технологии SKY130 гугл требует чтобы ваша основанная схема справа и подключается к жёлтым точкам.» Кровь моя глаза прошиб. Ничего не написали, что есть Caravel Harness, хотя это совсем не обычный MPW запуск, а весьма кучерявая SoC, которая будет обслуживать ваше кастомное ядро. Насколько я понял, почитав это по диагонали, как минимум режимы I/O программируются исключительно этой штукой. Прямого доступа к падам у вас нет. Кстати, те жёлтые точки, и есть пады или контактные площадки, если говорить по-русски.
Тему, как работает транзистор, Вы, конечно, слили вчистую. Дали бы хоть на Википедию ссылку для приличия. Как его правильно нарисовать (и зачем, если у Вас есть готовый PDK) по слоям тоже толком не объяснили. При чём тут разработка аналоговых компонентов вообще не понятно, и как в этой части оказалось описание цифрового тулкита и инвертора?
Давайте уточним: непосредственно, «гражданские» микроэлектронику не кормят. Ведро микросхем потребителю не нужно, нужны изделия, причём совершенно разнообразные. Да, граждане таки кормят микроэлектронику, «на уровне подсознательного», через налоги и госпрограммы, оплаченные на эти налоги. Но музыку они при этом не заказывают, как Вы понимаете, и результат госзаказа весьма далёк от желаний Старлайна и Овена. А коммерческого рынка сбыта ИС в стране нет. То, что Вы говорите, это кажется, что рынок будет, а на деле попробуйте найти стабильный спрос на миллионы штук ИС в месяц. Это то, что позволит выйти кристальному производству хотя бы на окупаемость, хотя бы в теории. При этом же, на минуточку, в стране физически нет ни одного массового кристального производства, которое было бы рассчитано под такие объёмы выпуска.
Если уж фантазировать, то возможно, раскачать коммерческий сектор могла бы федеральная госпрограмма внедрения какого-то массового электронного решения на отечественной ЭКБ. Сопровождаемая заградительными пошлинами, раз, финансируемая в объёме хотя бы нескольких миллиардов долларов в год, два, и на протяжении лет 5-10, три. Здорово, да? Возможно, получилось бы развитие по типу локализации автопрома. Но мы тут быстро упрёмся в такие «нюансы», что собирать s-класс на АвтоВАЗе покажется на порядки легче реализуемым. К тому же, микросхемы не ездят по улицам, не вызывают социального возмущения, и вообще, «кому это интересно»?
На фото из этой статьи прототип. На нём вообще что угодно стоять может. А если есть выбор BGA или неBGA, то второе однозначно для прототипа удобнее. А фраза про «немного переделанный» процессор (автор, к сожалению, не написал в чём состояла переделка), вообще даёт обширное поле для фантазий. Если переделки на уровне кристалла, то пробную партию могли штучно закорпусировать в металлокерамику для тестов.
Интересно было бы узнать у автора, сколько я угадал :)
Ну и про «любовь к золоту» в России. То, что микроэлектронику у нас кормит практически только космос и оборонка, даёт определённый результат.
Спасибо за комментарий. Мне было бы интересно посмотреть как Вы в итоге организовали питание и почитать более подробно про логику поиска решения. Я в своих датчиках остановился на питании от пары ААА и step-up до 3.3В. «Пальцы» вместо «пуговиц», т.к. самый ширпотребный и дешёвый вариант, а имеющийся корпус позволяет свободно их разместить. Step-up, т.к. были замечены косяки с работой датчика влажности в HTU21D на низких напряжениях — раз, и с конвертером получается высосать батарейки до 0.9В суммарного напряжения — два. У меня датчики живут уже почти 1.5 года без замены батареек. Но, вообще говоря, тут уже лимитирует сколько и как часто датчик будет передавать в эфир.
Ещё вопрос. Вы содержимое einkimgdata.cpp генерировали какой-то своей приспособой или можете порекомендовать универсальный конвертер?
Это я к тому, что не стоит всё валить на одних TSMC, к примеру, и какой-то мистический завал заказами. В отрасли случился системный сбой, и ковид, к сожалению, не прикрытие, а триггер, после которого понеслось всё остальное: лок-дауны, остановки, срывы поставок исходных материалов и т.д. Для микроэлектроники логистика снабжения и ритмичность работы очень критична. Не подвезли один химикат на фаб вовремя, всё встало. Поскольку бардак везде, лихорадит тоже всех.
Что до забастовок на ST, то это такая себе локальная неприятность. Сама по себе не вызвала бы катастрофы. И вообще не новость, у них там регулярно профсоюзы бузят. Это у нас забастовка — повод на федеральном уровне разбираться, а у них просто профсоюзы работают свою работу. Все понимают и делают выводы.
СТМ не имеет собственного производства с технормами 90...120 нм, использующимися в СТМ32, делает их на TSMC, вот они и кончились.
Это не так. ST прекрасно может и делает 90 нм и ниже. Проблемы в системном разбалансе отрасли по всему миру. Сначала всё позакрывали на карантин, выпуск продукции всеми предприятиями был сокращён или остановлен. Это касается материалов и химии для ПП производств тоже. Срыв поставок материалов влечёт срыв сроков запуска и выпуска продукции. Цепочки поставок имеют несколько уровней вложенности. На всех уровнях тот же бардак. Потом «внезапно» заявился бум потребления. Все склады выгребли. Продавать нечего. Производить не из чего. Цикл самого изготовления в кристаллке берём в среднем по больнице ~2 месяца. С учётом производства и поставки материалов, и что «всем надо», умножаем в несколько раз смело.
У всех крупных клиентов давно лежат информационные письма из серии «сорян, но так получилось». Вот вам пример. Перекупы компонентов тоже время не теряли. В результате имеем то, что имеем. Пока микроэлектроника не выйдет на ритмичное производство будет та же лихорадка.
Если оборудование не рассчитано на работу при минусовых температурах, то оно может быть повреждено, а не только материалы и компоненты. Элементарно, перед остановкой тех процесса воду не слили из труб и привет.
Я практически уверен, что производство у них никто не размораживал. Для принятия таких решений надо быть безумцем. Чтобы вывести оборудование и инфраструктуру фаба в состояние готовности пережить минусовые температуры потребуется, по моим оценкам, несколько недель вдумчивой работы с частичным демонтажом систем. В итоге, часть оборудования всё равно будет непоправимо испорчена, часть потребует восстановительных работ в объёме первичной пусконаладки. По сути, существующий бизнес будет уничтожен и можно будет строить всё заново. В проекте такие ситуации не закладываются вовсе. Неуправляемая разморозка — это и вовсе немедленная смерть всему.
Перевод микроэлектронного производства в режим минимального энергопотребления (это уже расчётная ситуация) — это несколько часов времени. В норме, всё это время фаб может провисеть на своих локальных источниках электроэнергии. Затем всё равно должно быть подано аварийное питание по расчётному минимуму. При этом остаются в работе многие инженерные системы, некоторое технологическое оборудование также нельзя выключать. В случае обесточивания — выход из строя, резкая деградация технологических параметров и т.п. Восстановление деградировавшей системы может занять месяцы, иногда целесообразнее всё выкинуть и построить заново. Иногда случается и при контролируемом шатдауне, что что-то прохлопали или забыли учесть, а потом оно не выходит на режим или вообще подохло.
Ещё есть такой момент. Когда речь о сотнях установок работающих 24/7, то после «щёлканья» выключателем вероятность обнаружить несколько электронных блоков неработоспособными — 100%. Коллегам можно только посочувствовать. Вырубать фаб в спешном порядке то ещё удовольствие :(
PS: И то, что они всего-то третью неделю перезапускаются вообще ни о чём пока не говорит. Вполне нормальный срок после штатного шатдауна.
Контакты делают вольфрамовые из-за возможности получения очень хорошей конформности осаждаемого слоя. Другим металлом просто не получится заполнить контактное окно с нужным аспектным отношением. Горловина окна зарастёт раньше, чем сформируется тело пробки, получится здоровенная полость и брак по отсутствию контакта. Но под вольфрам обязательно нужен Ti/TiN лайнер для обеспечения адгезии вольфрама и предотвращения диффузии в кремний. Больше подробностей не скажу, это не мои процессы, надо консультироваться у профильных технологов.
Я и говорю, что это новые идеи "для внутреннего применения". Как Вы думаете, с ними микроэлектроника затащит в новое качество? Ну скажем развитие направления ИИ в виде нейронки на кристалле. Всё-таки (с моей колокольни) сейчас развитие вычислений, в основном, идёт квадратно-гнездовым методом: пихаем память - пихаем логику. Оптимальна ли эта организация и сама КМОП технология для других архитектур (и каких) или придётся переигрывать на уровне функциональных ячеек или даже на уровне элементов? Брутфорсить GFLOPS'ы и Gbit'ы круто конечно, но это же boring... Не?
Да я с этим и не спорю, с точки зрения изнутри микроэлектроники, это определённо развитие, просто афигеть какое, в самом лучшем смысле. Я как бы сам 20 лет как технолог, и читаю про все эти нововведения с огромным интересом и сам прочувствовал, как всё изменилось изнутри, от технологий порядка полмикрона до довольно неплохого уровня. Я про взгляд со стороны. Со стороны, это определённый застой. Микроэлектроника "созрела" как технология, мы тут вряд ли уже увидим совершенно новые идеи. Она сама, конечно же, не виновата. Просто удивляет вера некоторых во "всесильность и бесконечность" микроэлектроники.
Хм :/ Меня тут как-то гоняли в комментариях за высказывание, что микроэлектроника упёрлась в идеологический предел и дальше уже не будет развиваться. Все эти ячейки стопками, WLP и прочее как-то сильно смахивает на типичный застой, когда уже требуются новые продукты, но существующие технологии, по сути, ничего оптимизированного под запросы не могут предложить, только экстенсивный путь "складывания в стопки" того, что уже имеем. Если прищуриться, то мы уже частично вернулись в эпоху мэйнфреймов с централизованными вычислениями в датацентрах. Хорошо, когда тяжёлую работу можно скинуть на серверную сторону с машзалами и МВт'ами питания. И когда есть интернет. А если считать надо здесь, и на том что есть прямо сейчас? Я тут топлю, как минимум, за поиск каких-то принципиально новых архитектур под кремний, хотя, по большому счёту, вероятно, строить их оптимальнее будет уже на каких-то других физ.принципах. Очень мне интересно, когда и что наконец вырастет, и доживу ли я до этого.
Как обычно, по технологии позорище и полно косяков.
Лютый бред! "Скорее всего" вы НЕ знаете каким путём производят процессоры. Основная ошибка в "выжигании". Естественно, это не так, и никакого отношения к лазерной гравировке фотолитография (ФЛ) не имеет. Освещая, предварительно нанесённый на подложку, слой фоторезиста через фотошаблон (ФШ), излучением, к которому чувствителен фоторезист (ФР), в последнем создаётся скрытое изображение, т.е. участки с модифицированными химическими свойствами. В простейшем случае, для "классических" позитивных новолачных ФР, эта модификация состоит в увеличении скорости растворения экспонированного фоторезиста в растворах щёлочи, которые и являются проявителями. После проявления на подложке остаётся защитная фоторезистивная маска (ФРМ), повторяющая топологию ФШ. ФРМ обеспечивает селективность воздействия на подложку на следующих за ФЛ технологических операциях: жидкостного или плазмохимического травления, ионной имплантации, в некоторых случаях даже осаждения (т.н. взрывная lift-off (англ.) литография). После выполнения этих операций остатки ФРМ удаляются. Для её удаления обычно используют комбинации операций сжигания ФР в кислородной плазме и жидкостной очистки поверхности.
Для начала, тут просто нелепица написана: у лазера нет разрешения. Дальше будет также сказано, оказывается, до лазеров тоже была жизнь! Так там что же меняли, одну ртутную лампу на другую? А может фильтр? "Да ну нафиг, не будем этого вообще писать, к чёрту подробности! Ну и что, что бред получился? Зато с огоньком!"
Ошибка. Средний ультрафиолет (MUV) - это 365 нм, 248 нм - это уже DUV. Чтобы не путать 248 нм DUV и 193 нм DUV часто их обозначают как KrF и ArF (от применяемой среды лазерного источника) ФЛ соответственно. Если лезть в особенности ФЛ процессов, то будет ещё один критерий раздела: для DUV процессов используются исключительно ФР с химическим усилением контраста (CAR). Для 248 нм и 193 нм ФР тоже разные, но принцип работы у них одинаков, в MUV ФР этого нет. По этой причине есть существенные различия в процессах ФЛ для MUV и DUV, в т.ч. даже в принципах построения технологических установок.
Ещё раз: лазеры не могут давать разрешение. Разрешение - есть параметр установки экспонирования (и процесса ФЛ, вообще-то говоря, на чём те же ASML с удовольствием "соскакивают с базара", при первом же удобном случае). Если сравнивать процессы без иммерсии, то для установок с источником 193 нм излучения предел по разрешению порядка 65 нм - 100 нм (и эта величина, и далее, именно разрешение по ФРМ, а не технологическая нода!) в зависимости от "крутизны" модели. ASML даёт аж 57 нм для топовой машины, но хз, я бы вот не стал такой процесс делать в продакшн... То, что ниже, это так называемая ArFi ФЛ, т.е. иммерсия, т.е. когда пространство между последней линзой проекционного объектива и поверхностью ФР при экспонировании заполняется водой. Это совершенно другое поколение установок, хотя "лазер" там с той же длиной волны. Там предел разрешения до 38 нм получен. Всё что ниже, это multiple patterning (MP), и к разрешению самой ФЛ уже не имеет никакого отношения, в общем-то. Зато имеет отношение к точности совмещения слоёв. Вот по этому параметру как раз последние модели ArFi установок и отличаются в первую очередь.
Это называется "слышал звон". Эксимерные лазеры на 157 нм делают на фторе (F2). На флюорите делают проекционную оптику установки экспонирования. Проблемы были не только в ней, но и в разработке подходящих материалов для ФШ и ФР. При этом переход 193 нм -157 нм не дал бы практически никакого продвижения вперёд, но предполагал очень большие финансовые затраты и окончательное закатывание в тупик. Поэтому, этот путь был похерен ещё на очень раннем R&D. Вместо него пошёл MP, что конечно никого сильно не обрадовало, но было меньшим и единственно приемлемым злом.
Как-то? Ё-прст!!! "КАК-ТО", Карл! А вы не в курсе КАК? А на хера, простите за мой французский, вы вообще тут делаете? Отличная статья, нечего сказать... Дифракционное ограничение оптического разрешения обратно пропорционально числовой апертуре. Числовая апертура прямо пропорциональна показателю преломления среды. "Как-то" запихиваем воду (n=1.44) под объектив вместо воздуха (n=1.0) и получаем профит по разрешению почти в полтора раза. Да, это, блин, формулы, но могли бы потратить полдня и нарисовать красивые наглядные картинки. За одно сами бы разобрались о чём пишете.
Ещё одна залепуха от непонимания языка, на котором разговаривать пытаются. Multiple patterning к multiple exposure не относится от слова никак. Это вообще разные техники и делаются для разных целей разным способом. В контексте статьи про "множественное экспонирование" можно вообще не вспоминать. И я про это, кажется, уже как-то писал в комментарии к другой статье этих же оболтусов, но с тех пор никому, видимо, там так и не почесалось почитать матчасть перед тем как нести ахинею... Хотя бы для приличия.
Сюрприз! "Длина волны лазера" в EUV литографии 10.6 мкм, а не 13,5 нм. Т.к. лазер там на CO2. А если вы пишите про источник экспонирующего излучения, то это, на минуточку, не лазер, а LPP (laser produced plasma) источник.
81 год? Да ладно! Вы вообще в курсе, в каком году была создана первая микросхема? Даже писать тут не буду. Хоть это нагуглите сами.
Вам тут уже написали про названия техпроцессов и разрешение. Так, для справки, ASML сейчас заявляет разрешение топового продакшн EUV сканера на уровне 13 нм. На какие ноды удастся растянуть это разрешение, это не ко мне вопрос. Мне вот гораздо интереснее другое, что произойдёт раньше: возврат к MP на EUV или идея с FET'ами окончательно перестанет работать.
Данные по производству у Вас, ну скажем, почти правильные. А вот причины и выводы не верные. Задачи бы нашлись, да и консервировать там ничего не надо. А вот с техпроцессом "мнение автора может не совпадать...", тем не менее, не стоит надеяться, что на Микроне в текущем оснащении можно развернуть что-то вменяемое на ноде 65 нм. См. тут. Намекаю, звёздочка там не просто так стоит, стоит она там уже долго и надёжно.
Диапазон я тоже выбрал не как все :) Я ушёл максимально низко на 433 МГц. Мне было более интересно хорошее распространение волн, а чем выше частота, тем больше проблем с экранированием окружающими предметами и постройками. На 433 МГц у меня LoRa отлично принимается в любой диспозиции дом-дом с расстоянием между домами примерно 15 м. Решения на 2.4 ГГц на базе NRF24L01 сдувались очень быстро на всех доступных мне модулях. Например, одно атермическое стекло полностью убивает сигнал от антенны такого модуля находящегося вплотную к этому стеклу, одно дерево на пути уже вносит сильнейшие непредсказуемые затухания, крыша из металлочерепицы убивает связь полностью, как только один из модулей выходит из зоны прямой видимости и т.д. А за помехи на 433 МГц я не очень волнуюсь, т.к. это дача и сигнал LoRa хорошо размазан по спектру.
Выводы. Стоит ли так делать? Если стоит задача быстро решить конкретную задачу, то точно нет. Если за интерес, разработать полностью собственную систему, то, на мой взгляд, получился очень хороший проект для прокачки своих скиллов. Конечно, я не сделался, ни хорошим программистом, ни хорошим схемотехником, но подкачал свои знания и умения по многим направлениям. По мне, так отличный развивающий DIY.
PS: И да, я это не люблю называть словами «умный дом». В таком варианте как у меня, и какие в статье приведены примеры, я предпочитаю всё-таки называть это автоматизацией.
Что касается широко известного «паразитного диода», то в данном примере он получится из pn-перехода подложка-сток. Но о нём говорят, как правило, относительно дискретных транзисторов и называется он в оригинале body diode. У таких транзисторов, как правило, другая структура, не планарная, а вертикальная, но её базовый принцип работы тот же. Отличия в конструкции. Посмотрите объяснение тут, например. И ещё хорошая дискуссия тут.
Критика. Попробуйте учесть это в следующих статьях. Про силикон Вам уже написали. Нет такого материала в микроэлектронике «полисиликон». Есть поликремний. У Вас очень плохо с терминологией и базовой подготовкой. Читайте русские книги по технологии. Их мало, но они есть.
Пассаж про «все микросхемы состоят из кремния и корпуса» и далее впечатляет. Начиная от нагловато-пренебрежительного отношения, типа «чо тут думать, дёргать надо», и заканчивая той же терминологией. Кремний и корпус — это как тёплое и мягкое. В русском языке принят термин «подложка» или «кристалл». Подложка может быть из монокремния, и чаще всего это так, но это вообще не догма, также, как и корпус из пластика.
«Кремний производиться на заводе. Каждый завод имеет свою технологию производства.» Факт, что на заводе. Технология производства электронного кремния ± одинаковая на любом заводе. А микросхемы производят на других заводах, о чём речь дальше и идёт. Это опять какая-то кривая калька с английского.
GDS-II всего лишь формат файла. С тем же успехом можно отправить на производство и OASIS. Лучше говорить о топологии, т.е. содержимом, а не о формате. Ещё, для лучшего понимания результата, неплохо знать, что слои, используемые при проектировании схемы, и технологические «в кремнии» — это вообще-то не одно и то же. Для начала, есть определённые правила преобразования из первых слоёв в так называемые «масочные», т.е. те слои, которые соответствуют топологии фотошаблонов. Несколько слоёв и дататайпов могут накладываться друг на друга с определённой логической функцией для формирования одного масочного слоя, например, или автоматически генерироваться новые масочные слои, отсутствующие в дизайне схемы. А в процессе производства структура вообще будет во многих нюансах выглядеть иначе, чем нарисовано. Примеры. Профили ионного легирования, будут зависеть от режимов разгонки примеси. Размеры после травления будут иметь заранее известные технологические уходы от размеров в дизайне. А контактные окна вообще будут круглыми, хотя рисуют их всегда квадратными.
«Мы будем рассматривать только технологии 130нм ибо про нее я знаю достаточно много.» Really!? Так-то вообще ничего похожего на описание особенностей технологии 130 нм дальше нет.
«Большая область справа это и есть SHA3 схема, а всё остальное так называемый Caravel Harness. Для того чтобы гугл смог произвести вашу микросхему по технологии SKY130 гугл требует чтобы ваша основанная схема справа и подключается к жёлтым точкам.» Кровь моя глаза прошиб. Ничего не написали, что есть Caravel Harness, хотя это совсем не обычный MPW запуск, а весьма кучерявая SoC, которая будет обслуживать ваше кастомное ядро. Насколько я понял, почитав это по диагонали, как минимум режимы I/O программируются исключительно этой штукой. Прямого доступа к падам у вас нет. Кстати, те жёлтые точки, и есть пады или контактные площадки, если говорить по-русски.
Тему, как работает транзистор, Вы, конечно, слили вчистую. Дали бы хоть на Википедию ссылку для приличия. Как его правильно нарисовать (и зачем, если у Вас есть готовый PDK) по слоям тоже толком не объяснили. При чём тут разработка аналоговых компонентов вообще не понятно, и как в этой части оказалось описание цифрового тулкита и инвертора?
Если уж фантазировать, то возможно, раскачать коммерческий сектор могла бы федеральная госпрограмма внедрения какого-то массового электронного решения на отечественной ЭКБ. Сопровождаемая заградительными пошлинами, раз, финансируемая в объёме хотя бы нескольких миллиардов долларов в год, два, и на протяжении лет 5-10, три. Здорово, да? Возможно, получилось бы развитие по типу локализации автопрома. Но мы тут быстро упрёмся в такие «нюансы», что собирать s-класс на АвтоВАЗе покажется на порядки легче реализуемым. К тому же, микросхемы не ездят по улицам, не вызывают социального возмущения, и вообще, «кому это интересно»?
Интересно было бы узнать у автора, сколько я угадал :)
Ну и про «любовь к золоту» в России. То, что микроэлектронику у нас кормит практически только космос и оборонка, даёт определённый результат.
Ещё вопрос. Вы содержимое einkimgdata.cpp генерировали какой-то своей приспособой или можете порекомендовать универсальный конвертер?
Что до забастовок на ST, то это такая себе локальная неприятность. Сама по себе не вызвала бы катастрофы. И вообще не новость, у них там регулярно профсоюзы бузят. Это у нас забастовка — повод на федеральном уровне разбираться, а у них просто профсоюзы работают свою работу. Все понимают и делают выводы.
У всех крупных клиентов давно лежат информационные письма из серии «сорян, но так получилось». Вот вам пример. Перекупы компонентов тоже время не теряли. В результате имеем то, что имеем. Пока микроэлектроника не выйдет на ритмичное производство будет та же лихорадка.
У ST полно своих производственных мощностей. Кроль 200 и 300 мм, Россе 200 мм, Аграта 300 мм, Катания 200 мм, Сингапур 200 мм.
Перевод микроэлектронного производства в режим минимального энергопотребления (это уже расчётная ситуация) — это несколько часов времени. В норме, всё это время фаб может провисеть на своих локальных источниках электроэнергии. Затем всё равно должно быть подано аварийное питание по расчётному минимуму. При этом остаются в работе многие инженерные системы, некоторое технологическое оборудование также нельзя выключать. В случае обесточивания — выход из строя, резкая деградация технологических параметров и т.п. Восстановление деградировавшей системы может занять месяцы, иногда целесообразнее всё выкинуть и построить заново. Иногда случается и при контролируемом шатдауне, что что-то прохлопали или забыли учесть, а потом оно не выходит на режим или вообще подохло.
Ещё есть такой момент. Когда речь о сотнях установок работающих 24/7, то после «щёлканья» выключателем вероятность обнаружить несколько электронных блоков неработоспособными — 100%. Коллегам можно только посочувствовать. Вырубать фаб в спешном порядке то ещё удовольствие :(
PS: И то, что они всего-то третью неделю перезапускаются вообще ни о чём пока не говорит. Вполне нормальный срок после штатного шатдауна.