Amd e Ibm: nuovi risultati per il futuro dei chip a 45 nanometri

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In occasione dell’International Electron Device Meeting, Amd e Ibm hanno presentato i documenti che descrivono l’uso della litografia a immersione, l’impiego di dielettrici e connessioni con ultra-low-K e altre tecniche innovative per realizzare chip con strain transistor, definendo così il nuovo processo tecnologico per la progettazione dei futuri microprocessori a 45 nm.

La tecnologia di processo attuale si avvale della litografia convenzionale, che presenta limiti oggettivi nella tecnologia di processo a 65 nm. La litografia a immersione utilizza un liquido trasparente per riempire lo spazio tra la lente di proiezione del sistema di litografia “step-and-repeat” e il wafer che contiene centinaia di microprocessori. Questo progresso importante nella litografia offre una maggiore profondità di fuoco e una migliore fedeltà dell’immagine, che possono migliorare le prestazioni a livello di chip e l’efficienza di produzione. La tecnica a immersione darà a Amd e Ibm vantaggi sostanziali rispetto ai concorrenti che non sono in grado di sviluppare un processo di litografia a immersione, adatto per la produzione dei microprocessori a 45 nm. Ad esempio, le prestazioni di una cellula Sram evidenziano un miglioramento di circa il 15%, grazie a questa potenziata capacità di processo, senza ricorrere a tecniche di doppia esposizione più costose.

Inoltre, l’uso di connessioni con dielettrici a basso K porosi – per ridurre le dispersioni degli elettroni attraverso le interconnessioni del silicio – e l’uso del wiring delay, è un passo cruciale nell’ulteriore miglioramento delle prestazioni del microprocessore, nonché nella riduzione della potenza assorbita per unità di potenza di calcolo (flop). Questo progresso è reso possibile grazie allo sviluppo di un’integrazione del processo ultra-low-k , una delle innovazioni piu significative del settore, che riduce la costante dielettrica delle interconnessioni, pur mantenendo la resistenza meccanica. L’impiego della connessione ultra-low-k fornisce una riduzione del 15% del ritardo di segnale, legato al cablaggio dei transistor, rispetto ai dielettrici low-k tradizionali. “L’introduzione della litografia a immersione e delle connessioni ultra-low-K a 45 nm è un primo esempio di successo, dell’attività di trasferimento dei risultati del nostro lavoro di ricerca avanzate nel settore semiconduttori, presso l’Albany Nanotech Center alla linea di produzione dei wafer da 300 mm Ibm di East Fishkill, New York, che è una delle fabbriche più evolute al mondo per queste tecnologie, oltre che della linea di produzione dei wafer da 300 mm di Amd a Dresda, Germania”, afferma Gary Patton, vice president, technology development presso il Semiconductor Research and Development Center Ibm. “La positiva integrazione delle piu innovative tecnologie di Ibm con le tecnologie dei nostri partner come Amd dimostra la forza e il successo del nostro modello di collaborazione tecnologica e ingegneristica per lo sviluppo e l’innovazione”.

Il continuo potenziamento delle tecniche di costruzione dei chip, come l’impiego di transistor strain, ha consentito a Ibm e Amd un costante aumento delle prestazioni dei transistor stessi, superando le problematiche di scalatura legate alla geometria associate alla migrazione alle tecnologie di processo a 45 nm, che interessano l’intero settore semiconduttori. A dispetto dell’aumento della densità per millimetri quadrati dei transistor realizzabili attraverso la generazione a 45 nm, Ibm e Amd hanno dimostrato un aumento dell’80% della corrente p-channel del transistor e un aumento del 24% della corrente n-channel del transistor, rispetto ai tradizionali transistor unstrained. Questi miglioramenti a livello di transistor si traducono in prestazioni complessive del Cmos molto più elevate di quelle segnalate fino a oggi, in una tecnologia di processo a 45 nm.

Ibm e Amd collaborano allo sviluppo delle tecnologie di produzione dei semiconduttori di prossima generazione sin dal gennaio 2003. Nel novembre 2005, le due aziende hanno annunciato un’estensione dei propri impegni di sviluppo congiunti fino al 2011, occupandosi delle tecnologie di processo a 32 nm e 22 nm.

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