Как стать автором
Обновить

Google бесплатно изготовит чип на техпроцессе 130 нм Skywater Апрель-Июнь 2021

Время на прочтение2 мин
Количество просмотров7.6K
Всего голосов 21: ↑21 и ↓0+21
Комментарии37

Комментарии 37

Видимо, это конкурс и отбор свежих кадров. Неплохо, молодцы
Несмотря на то, что 130нм очень древняя технология почти 20 летней давности
130 нм — мэйнстрим в части микроконтроллеров, многих видов автомобильных и высоковольтных силовых микросхем, а вовсе не «древняя технология». Не надо все мерить по процессорам для песональных компьютеров, современные 130 нм так же похожи на 130 нм из Pentium III, как Tesla 3 похожа на Ford T. И там, и там четыре колеса, на этом сходство заканчивается.
Тем не менее SKY130 Process Node ближе к той самой технологии 20-ти летней давности чем к «Tesla 3». Высоковольтные силовые микросхемы делаются совсем на другом оборудовании, сильно отличающимся от того, что предлагает SKY130, который больше заточен на изготовление памяти и микроконтроллеров, и это очень далеко не тот модный SiGe BiCMOS и его подвиды, который используется для всяких СВЧ историй вплоть до 300 ГГц на 130 нм.

Одни из самых популярных микроконтроллеров на территории РФ из серии STM32, начиная с F1, изготавливаются по 130 нм с 2006 года. Серия F2 уже изготавливается по 90 нм с 2010 года, H7 уже по 40 нм с 2016 года. Поэтому если «130 нм из Pentium III» это Ford T, то SKY130 это какой-нибудь Chevrolet Bel Air :)
Вижу на сайте Skywater поддержку 30В транзисторов, кучу аналоговых и СВЧ-опций. Что я делаю не так?
Не говоря уже о том, что тексте статьи «древние 130 нм» относятся не к конкретному процессу, а к 130 нм вообще. На других фабриках по 130 нм можно таких опций накопать, что закачаешься.
Мой второй абзац как раз про «130 нм вообще».
Мой второй абзац как раз про «130 нм вообще».


А вот например анонс одного из лидеров рынка, о запуске в 2018 году новой технологии 180 нм, но только на 700 В рабочего напряжения. Так что мы говорим скорее не о Chevrolet Bel Air, а о карьерных грузовиках, у них тоже четыре колеса обычно.

да, названия у них зависят от обстоятельств, это раньше 130 и 65 ни были отсталыми, древними технологиями, а сейчас это зрелые, проверенные временем технологии.

Ещё раз повторюсь: если речь идёт не о цифровых вентилях, то на практически любых нанометрах есть простор для инноваций, прорывных решений и фич, которые обеспечат техпроцессу конкурентные преимущества.
А куда девается старое оборудование для фотолитографии, на которое было потрачено десятки и сотни миллионов долларов?
Его продолжают гонять в хвост и в гриву, пока не развалится от старости. Прямо сейчас востребованы вообще любые проектные нормы, вопрос только в себестоимости и маржинальности производства.
Ну вот вы сами и ответили на вопрос откуда берутся новые «инновационные» производства.
Так слово «инновационные» тут должно быть без кавычек. Инновации — они не только в нанометрах. Я вот прямо сейчас делаю инновационные без кавычек продукты на нормах 130-150 нм, в том числе и пользуясь иноовационными без кавычек приборами, встроенными в технологию. Сделать интегральный транзистор на 200 или 700 Вольт не намного проще, чем финфет для 5 нм.
Ну это уже слишком. С позиции разработчика чипов оно конечно сложнее будет сделать интегральный высоковольтный транзистор чем «обычный» 5нм FinFET, но с точки зрения фактического изготовления это даже сложно сравнивать. Чего стоит только древний KrF эксимерник в сравнении с EUV лазером. По сути последние 10-15 лет лучшие умы мира думали над тем куда и как переехать с эксимерников. А фотолитография при использовании KrF была успешно продемонстрирована почти 40 лет назад. Потом сам по себе FinFET сложнее по структуре, поэтому получается в 4-10 раз дороже чем bulk транзистор таких же размеров, итд.
с точки зрения фактического изготовления это даже сложно сравнивать. Чего стоит только древний KrF эксимерник в сравнении с EUV лазером.
С чего вы взяли?
Литография — не единственная технологическая процедура при изготовлении микросхем, и она определяет только один аспект сложности.

Потом сам по себе FinFET сложнее по структуре
FinFET ничуть не сложнее по структуре, чем, скажем, высоковольный LDMOS в BCD SOI технологии. Или чем 28 нм планарный FDSOI MOSFET c backgate biasing.
В том то и дело, что литография это не единственная технологическая процедура и с уменьшением техпроцесса сложность технологических процедур только растёт, но никак не уменьшается.
Да нет, дело как раз в том, что сложность техпроцесса можно наращивать разными способами, и уменьшение проектных норм — только одно направление. Цифровые 10-7-5 процессы редко содержат какие-то дополнительные опции, в отличие от более грубых литографически, но ничуть не менее сложных в целом технологий для аналоговых, радиочастотных или высоковольтных применений. Когда появятся процессы, где будут сделанные EUV финфеты вместе с прецизионными пассивными компонентами, LDMOS или биполярными транзисторами — тогда ваша позиция будет иметь смысл. А сейчас, извините, но вы просто неправы.
Вас не смущает, что в мире есть только одна компания, которая умеет делать EUV сканеры? Это настолько R&D затратно, что многие участники рынка даже не пытаются. Intel купила пару таких сканеров, но так и не смогла. В то время как LDMOS и FD-SOI осилили все кому не лень.

Всё что я пишу — это просто факты, говорить что факты — не правы крайне нелепо.
FD-SOI осилили все кому не лень.
Ну озвучьте, кто эти все. В смысле все три фабрики — Samsung, GloFo и STM, то есть ровно на одну фабрику больше, чем тех, кто освоил EUV.
И тех, кто интегральные LDMOS на 200+ В освоил, тоже озвучьте, там тоже весьма короткий список.

Всё что я пишу — это просто факты, говорить что факты — не правы крайне нелепо
Факты вы пишете верные, но не все, а потом на основании выборочно приведенных фактов делаете неверные выводы.

Да собственно, вы и факты-то не очень верные пишете:
есть только одна компания, которая умеет делать EUV сканеры? Это настолько R&D затратно, что многие участники рынка даже не пытаются. Intel купила пару таких сканеров, но так и не смогла.
Ровно одна компания есть потому, что крупные производители микросхем, предвидя расходы и сложность, объединились и вложили деньги в одного разработчика тулов. Поэтому никто больше и не пытался, что всем было понятно, что это сложно и дорого, а клиентов потом не будет, потому что ASML успеет собрать все сливки.

EUV — это прекрасная, очень сложная и очень интересная технология, но она ни в коем случае не является единственным венцом прогресса и мечтой всех микроэлектронных производств, а закон Мура давным-давно перестал быть главным драйвером развития отрасли. UMC позавчера объявили о закладке новой фабрики 28 нм, Bosch с месяц назад запустил новый завод 45 нм для автоприменений, аналогичную фабрику достраивает в Австрии Infineon, да даже TSMC получает половину выручки с производств, использующих DUV литографию.
Интересно, а такие компании как Bosh и Siemens пытались сделать микросхемы комбинационной логики с трехфазным питанием? В СССР такие были
www.155la3.ru/k523.htm
Их внутреняя схема напоминает схему ТТЛ элемента, только внутри стоит тиристор. В КМОП тиристор паразитный. Может быть BCD позволяет сделать «хороший» тиристор.
Нет, не пытались. Зачем делать такую сложную конструкцию, когда все то же самое прекрасно реализуется на КМОП?
523 серия делалась такой, какой она делалась, от невозможности сделать КМОП, а не от того, что у нее есть какие-то преимущества перед КМОП.

Утверждение про невозможность сделать КМОП нужно, по крайней мере, сопроводить логическими рассуждениями. Иначе, получается как в байке про рецензента: "Я бы охарактеризовал Вашу диссертацию одним словом, начинается на "г" и кончается на "о", - голословно. Серия К523 разработана в конце 1980-х, а некоторые микросхемы выпущены в 1992. Вот если бы дали ссылку, что на этом заводе не было КМОП процесса, было бы убедительней. Пока я дам ссылку на рассказ одного из разработчиков:

http://www.chernikhov.com.ua/ru/injenerni-istoriii

Повторяю свой вопрос: зачем делать такую сложную конструкцию, когда все то же самое прекрасно реализуется на КМОП? Какие преимущества у такой трехфазно питаемой тиристорной логики?
Странно. Bosh и Siemens выпускают (в том числе) изделия промышленной автоматики, где высокий уровень помех. Вы это осознаёте. По крайней мере уверенно отвечаете как за Bosh, так и за Siemens. Однако, для чего нужны высокопороговые (и поэтому помехоустойчивые) логические элементы не знаете. Я ответил на Ваш вопрос «какие преимущества?» Более подробное объяснение можно найти в публикациях уже упомянутого автора.
Однако, для чего нужны высокопороговые (и поэтому помехоустойчивые) логические элементы не знаете.
Высокопороговые помехоустойчивые логические элементы прекрасно реализуются в КМОП-технологии.

Более подробное объяснение можно найти в публикациях уже упомянутого автора.
Ну я посмотрел. Надо уметь работать при сильно плавающем питании (что в КМОП тривиально), а помехоустойчивость они делали при помощи конденсатора на выходе (ничего не мешает в КМОП). Ну то есть, если совсем припрет, можно поставить в КМОП немного триггеров Шмитта, и он точно будет лучше этих тиристорных штуковин.
Поясните что Вы имеете в виду под «Надо уметь работать при сильно плавающем питании (что в КМОП тривиально)...», иначе это опять голословное утверждение. Да, микросхемы серии CD4000 работоспособны в диапазоне питающих напряжений 3...9В. Однако, при этом меняются пороги переключения элементов и меняется их задержка. Таким образом, если делать тактируемую схему (автомат), то нужно снижать частоту в расчете на наихудший случай. Ну, и конечно, ни о какой серьезной нагрузочной способности и высоковольтности в обычном КМОП (пусть даже современной серии 74LV00) речь не идёт. Что же касается конденсаторов, то в книге
Л.А. Баранов и др. Конденсаторные преобразователи в автоматике и системах управления. 1969.
на Рис. 43. можно найти «Схемы статических логических устройств с переменно-полярным питанием.»
Однако, при этом меняются пороги переключения элементов и меняется их задержка.
А у микросхем на тиристорной логике не меняются?

Ну, и конечно, ни о какой серьезной нагрузочной способности и высоковольтности в обычном КМОП (пусть даже современной серии 74LV00) речь не идёт.
Мы говорим про серийные доступные микросхемы или про то, что в принципе можно сделать? Если первое, то выпускают то, на что больше спрос. А если второе, то интегральные LDMOS есть до 700 В, и ничего не мешает вам или мне сделать на них логическую схему с любой нужной нагрузочной способностью. Придется повозиться, но принципиальных проблем нет.
Тиристор (или, шире, device with S-like characteristics), как известно, управляется током. Поэтому сравнивать «тиристорную» логику с КМОП неправильно. ТТЛ и ЭСЛ управляются током, но ни те ни другие не могут работать в широком диапазоне питающих напряжений. Почему о «тиристорной» логике могут вспомнить (а могут и не вспомнить) сейчас? Потому что, все эти приборы с отрицательной дифференциальной проводимостью (или сопротивлением) достаточно хорошо реализуются на чипе. По крайней мере, на запрос «ndr» «logic gate» scholar.google выдает 790 статей.
управляется током
Вы так говорите, как будто это что-то хорошее.

сравнивать «тиристорную» логику с КМОП неправильно
Любые варианты логики корректно сравнивать друг с другом. Вопрос в том, какие параметры важны в конкретном применении.

Почему о «тиристорной» логике могут вспомнить (а могут и не вспомнить) сейчас? Потому что, все эти приборы с отрицательной дифференциальной проводимостью (или сопротивлением) достаточно хорошо реализуются на чипе.
Диоды тожн хорошо реализуются на чипе, но это не повод вспоминать про диодную логику. Важна не принициальная реализуемость, а конкурентные преимущества перед дргуими решениями. Вы все еще так и не назвали никаких преимуществ тиристорной логики над КМОП. К слову, то, что она управляется током — это недостаток, а не преимущество.
Есть современные варианты ЭСЛ, например
Palumbo G., Scotti G. A Multi-Folded MCML for Ultra-Low-Voltage High-Performance in Deeply Scaled CMOS //IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. – 2020. – Т. 67. – №. 12. – С. 4696-4706.
Поэтому утверждать, что управление током, а не напряжением это недостаток — снова голословно. Спрашивается — нужно ли Вам продолжать раздувать щёки, если Вас поймали за этим занятием три раза. Я не собирался и не собираюсь анализировать преимущества и недостатки КМОП и «тиристорной» логики, а лишь показал, что последняя была реализована.
Есть современные варианты ЭСЛ, например
Я не говорил о том, что для любой логики управление током — недостаток. Разные виды CML имеют свои ниши, в частности, там, где требуются очень высокие скорости. Но тиристорная логика не имеет отношения ни к CML, ни к высоким скоростям.
А на низких скоростях работы токовое управление — серьезный минус, потому что на низких скоростях у КМОП радикально ниже потребление, чем у любой токовой логики.

Вас поймали за этим занятием
Пока что вы поймали сами себя на том, что не умеете внимательно читать то, что вам пишут, и приводите не относящиеся к делу примеры в качестве доказательств тезисов, которые никто не собирался опровергать — например доказываете существование широко распространенной CML в ответ на просьбу рассказать о преимуществах тиристорной логики.
То Вы говорите: «Любые варианты логики корректно сравнивать друг с другом», а то: «тиристорная логика не имеет отношения ни к CML, ни к высоким скоростям». Ну, не важно. На низких скоростях у КМОП низкое потребление лишь в том случае, если фронты импульсов достаточно крутые, т.е. если через транзисторы течёт минимальный сквозной ток (допустим, что он много больше тока утечки). Подпороговый режим КМОП — другая история. Договаривайте фразу, это полезно. А в ответ на просьбу рассказать о преимуществах тиристорной логики могу лишь сказать — неохота читать. Tем более, что с тех пор многое изменилось в технологии. Уж будьте добры, сделайте это домашнее задание самостоятельно.
Подпороговый режим КМОП — другая история.
Не имеющий отношения у высоковольтным мощным дискретным логическим элементам. У 523 серии, к слову, статическое потребление — десятки миллиампер на вентиль.

могу лишь сказать — неохота читать
Неохота — не читайте.

Уж будьте добры, сделайте это домашнее задание самостоятельно.
Ну нет. Вы выдвинули гипотезу, что тиристорная логика может быть чем-то хороша, вам ее и доказывать.
Почему-то в конструкции русского языка «да нет же» Вы упорно видете только «да». Никакой гипотезы во всех моих комментариях НЕТ. Первый комментарий начинается словом «интересно» и это интересно продолжается сквозь ВСЕ мои комментарии. Микросхемы серии К523 — лишь частный случай. Дело в том, что на приборах с N-образной ВАХ (туннельных и лямбда диодах) пытались строить логические элементы. Однако, я видел только такие, где питание осуществляется постоянным током. В случае с тиристорами (S-образная ВАХ) — это переменный ток, что меня несколько удивило. Вот и всё. Кстати, четырехвходовый ТТЛ элемент (скажем SN7460) тоже показывает S-образную ВАХ. Если хотите, можете подумать как её увидеть.

Вот бы в микросхему мой релейный brainfuck-процессор засунуть. да времени и силенок не хватит во всем этом разобраться в короткий срок

157 логических вентилей превратить в блок для микросхемы и подцепить к стандартному массиву памяти — это быстро и несложно, уверяю вас.
Если начать с FPGA-имплементации на какой-нибудь небольшой плате типа «Марсхода» — будет совсем просто.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Другие новости

Истории