Milano – Il prossimo anno alcuni dei più grandi colossi dei microchip migreranno i loro processi produttivi dalle attuali tecnologie a 0,13 micron verso quelle a 0.09 micron, ossia 90 nanometri (nm): un nanometro corrisponde a un miliardesimo di metro. Intel, che la scorsa settimana ha illustrato i propri piani in merito, sarà una delle prime ad adottare la nuova tecnologia a 90 nm, tecnologia per altro già impiegata nella produzione di chip SDRAM da 52 Mbit: questi chip di memoria racchiudono 330 milioni di transistor nello spazio di 109 mm quadrati, più o meno le dimensioni di un’unghia.
“Mentre alcune aziende stanno lentamente passando al processo di produzione a 130 nm (0,13 micron) su wafer da 200 mm, Intel si sta evolvendo verso la più avanzata tecnologia a 90 nm impiegando esclusivamente wafer da 300 mm”, ha affermato Sunlin Chou, Senior Vice President e General Manager del Technology and Manufacturing Group di Intel. “Questa combinazione consentirà a Intel di realizzare prodotti migliori e ridurre i costi di produzione”.
Questo nuovo processo a 90 nm combina transistor a prestazioni più elevate e a minore consumo di energia con la tecnologia “strained silicon”, connessioni in rame ad alta velocità e un nuovo materiale dielettrico a bassa costante k. Per la prima volta tutte queste tecnologie verranno integrate in un singolo processo di produzione che, a partire dalla seconda metà del prossimo anno, verranno utilizzate per spingere i Pentium 4 con core Prescott a frequenze di clock superiori ai 3,2 GHz.
Più o meno nello stesso periodo anche AMD ha pianificato il passaggio, per la sua famiglia di chip ClawHammer, ad un processo produttivo a 90 nm. ClawHammer, la cui introduzione è attesa per la fine dell’anno, sarà il primo membro della linea di chip a 32/64 bit Hammer, e adotterà inizialmente un processo a 0,13 micron con tecnologia Silicon On Insulator (SOI). L’adozione dei 90 nm consentirà anche ad AMD di spingere le proprie CPU oltre i 3 GHz e, in futuro, di integrare due core Hammer sullo stesso chip (una tecnica simile a quella HyperThreading di Intel). Fra circa un anno AMD conta di rilasciare un modello di ClawHammer 4400+, ossia capace di offrire prestazioni paragonabili a quelle di un ipotetico Pentium 4 a 4,4 GHz.
Ecco ulteriori dettagli sulla tecnologia a 90 nm di Intel.
Il nuovo processo a 90 nm di Intel si baserà su transistor di 50 nm di lunghezza (lunghezza del gate), che Intel definisce i più piccoli transistor CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor) con le prestazioni più elevate in produzione. In confronto, i transistor più evoluti prodotti attualmente, alla base dei processori P4, misurano 60 nm.
“I transistor piccoli e veloci – spiega Intel – sono gli elementi di base di processori estremamente veloci”.
Questi transistor hanno uno spessore del gate oxide (ossido di controllo) di soli 5 strati atomici (1,2 nm). Il gate oxide sottile aumenta la velocità dei transistor.
Intel ha integrato in questo processo la propria implementazione della tecnologia strained silicon grazie alla quale la corrente circola più rapidamente incrementando la velocità dei transistor. Il big di Santa Clara sostiene che questo processo sarà il primo del settore ad implementare la tecnologia strained silicon nella produzione.
Il nuovo processo adotta poi connessioni in rame con un nuovo materiale dielettrico in ossido drogato (evidentemente Intel non teme i controlli antidoping) con carbonio (CDO, Carbon Doped Oxide) che, anche in questo caso, permette di aumentare la velocità del segnale all’interno del chip e ridurre il consumo di energia. Intel ha spiegato che questo materiale dielettrico viene implementato in un semplice design di stack a due strati di facile produzione.
Come si è detto in precedenza, a febbraio Intel ha utilizzato il proprio processo a 90 nm per realizzare chip SRAM da 52 megabit che implementano celle SRAM di dimensioni pari a un micron quadrato, circa cento volte inferiori a quelle di un globulo rosso. Le piccole celle SRAM consentono l’integrazione di cache di dati più grandi nei processori, con il conseguente aumento prestazionale. Questi semiconduttori sono stati prodotti nello stabilimento di sviluppo della tecnologia a 300 mm di Intel (denominato D1C) a Hillsboro, Oregon, dove è stato messo a punto il processo.
“Il processo a 90 nm di Intel viene oggi sperimentato attivamente e nello stabilimento di sviluppo vengono prodotti continuamente nuovi wafer e chip”, ha affermato Mark Bohr, Intel Fellow e direttore dell’architettura e dell’integrazione del processo. “Entro il prossimo anno, Intel sarà la prima azienda a utilizzare il processo a 90 nm nella produzione in volumi”.
Il primo processore a 90 nm di Intel integrerà sette strati di connessioni in rame e, per la sua fabbricazione, viene utilizzata una combinazione di apparecchiature per litografia con lunghezza d’onda di 248 nm e 193 nm. L’azienda prevede inoltre di riutilizzare circa il 75% degli strumenti impiegati nell’attuale versione a 300 mm del processo a 0,13 micron, riducendo i costi di implementazione e fornendo un set di strumenti già testati per la produzione.
Il processo a 90 nm verrà introdotto nella produzione in volumi nell’impianto D1C e trasferito ad altri stabilimenti per la produzione basata su wafer da 300 mm all’inizio del prossimo anno. Intel prevede che entro il 2004 il processo a 90 nm sarà utilizzato in tre stabilimenti di produzione basati su wafer da 300 mm.
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2 set 2002