Werden Prozessoren mit unterschiedlichen Technologien entwickelt?

Können / werden Prozessoren mit unterschiedlichen Technologien entworfen? Was ich hier meine, ist: In den 28-nm-Prozessoren von Intel sind beispielsweise alle Gates in diesem Prozessor mit 28-nm-Technologie oder nur die kritischsten Teile dieses Prozessors mit 28-nm-Prozessor, während die anderen, viel weniger kritischen Teile entworfen werden in anderen viel weniger teuren Technologien wie 65nm oder mehr zum Beispiel?

Wenn ja [Prozessoren sind eine Mischung von Technologien], wie kann dies in der Praxis durchgeführt werden (dh verschiedene Technologien auf demselben Chip)? Und warum wird das gemacht?

Ich bin neugierig auf all das, daher sind zusätzliche Informationen zu diesen Fragen ebenfalls mehr als willkommen

"Technologie" ist nicht wirklich der richtige Begriff für das, was Sie fragen. Die Technologie des Chips wird durch die spezifischen Verarbeitungsschritte bestimmt, die erforderlich sind, um ihn herzustellen, und dies bestimmt unter anderem die minimalen Merkmalsgrößen für verschiedene Elemente auf dem Chip. Die Zahl, die üblicherweise mit einer bestimmten Technologie verbunden ist (z. B. 28 nm), bezieht sich speziell auf die minimale Gatelänge, die durch die Breite der Linien bestimmt wird, die auf die Maske gezeichnet werden können, die die Transistorgatter bildet.

Natürlich erfordern nicht alle Transistoren auf einem bestimmten Chip die minimale Gate-Länge, und viele erfordern mehr als die minimale Gate-Breite (für eine höhere Stromhandhabungsfähigkeit). Ja, Sie werden also tatsächlich Transistoren mit vielen verschiedenen Größen auf einem Chip sehen .

Der gesamte Prozessor ist mit der gleichen Technologie aufgebaut. Dies wird durch die Maske (n) und die Optik bestimmt, um sie auf jeden Chip auf einen Wafer zu projizieren (ein Prozess, der als "Schritt" bezeichnet wird). Kleinere Strukturgrößen ermöglichen das Packen von mehr Komponenten auf einem Chip, einen geringeren Stromverbrauch und eine höhere Geschwindigkeit. Es nützt nichts , ein kleines Vermögen ausgeben (sie tun ein kleines Vermögen kosten) auf einer Maske und dann nicht seine Möglichkeiten nutzen.

Um es klar auszudrücken: Ja, für einen Schritt werden die gleichen 28 nm für die gesamte Chipoberfläche verwendet, aber nein , nicht alle Komponenten haben die gleiche Größe. Es ist nur so, dass die 28-nm-Maske für einen Teil des Chips nicht gegen eine 65-nm-Maske ausgetauscht wird.

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Es gibt in der Tat größere Bereiche auf einem Chip, die keine 28 nm kleine Größe erfordern. Typisch sind die Lötkugelkissen für einen Flip-Chip:

Beachten Sie die Skala: Diese Pads sind 1000-mal größer als die feinsten Strukturen auf der Matrize. Hier kann eine weniger feine Maske verwendet werden, aber wenn der Prozessschritt auch die 28 nm erfordern würde, wird dieselbe Maske für beide verwendet. Nicht weil die Pads gigantisch sind, müssen sie nicht genau positioniert werden, und das ist weniger fehleranfällig, wenn Sie die Masken nicht wechseln müssen.

In jedem modernen Verfahren ist es sehr üblich, mehrere GOX-Dicken (Gate Oxide) zu haben. Dies wird nicht aus Kostengründen verwendet, sondern für die Anbindung an die Außenwelt. Der Kern läuft mit der niedrigsten Spannung und auf einem dünneren GOX, ist aber sehr viel schneller. Die dickeren Gateoxidtransistoren sind mit den Gehäusestiften verbunden, sind langsamer, arbeiten jedoch bei höheren Spannungen.

Wenn Sie die GOX-Dicke skalieren, muss auch die physikalische Größe des Transistors zunehmen.

Das Hinzufügen zusätzlicher Schritte zur Anpassung an diesen doppelten GOX-Fluss erhöht tatsächlich die Prozesskosten. Aber es wird nicht anders funktionieren können.

Der Grund für die Verwendung unterschiedlicher Technologien liegt in der Verringerung der statischen Leistung (im Wesentlichen Leckstrom am Transistor). Bei einem Prozess von 90 nm beginnt die statische Leistung zu vergleichen und überschattet schließlich die dynamische Leistung. Und wie es implementiert werden kann, beinhaltet der Siliziumherstellungsprozess Masken und Ätzen. Wenn Sie einen 28-nm-Prozess ausführen können, würde ich annehmen, dass ein 65-nm-Prozess mit 28-nm durchgeführt werden könnte. Es wäre nur ein großer Transistor auf den Masken

Der Technologieknoten kann mit der Strukturgröße in Beziehung gesetzt werden (Mim-Länge des MOS-Transistorkanals s / w Drain und Source). Wenn der IC 28 nm beträgt, bedeutet dies, dass der Kanal mit der Mim-Länge 28 ist. Nicht jede Kanallänge ist gleich, aber zur gleichen Zeit bedeutet dies nicht, dass er auf 65 nm geht.