IBM公司研发的2nm芯片,其采用了2纳米工艺制造的测试芯片可以在一块指甲大小的芯片中容纳500亿个晶体管。
在IBM的这个实现方案下,纳米片有三层,每片的宽度为40纳米,高度为5纳米。(注意,这里没有测量的特征实际上是在2纳米处。因为这些术语在很大程度上是描述性的,而不是字面意义的,这令人发指。可以将其视为如果栅极仍为平面则必须具有的栅极尺寸,但却不是平面的,我想可能是这样。)如果您在上表的右侧看,那是一张纳米片的侧视图,显示出它的侧视图,其间距为44纳米,栅极长度为12纳米,Khare认为这是其他大多数晶圆代工厂在2纳米工艺所使用的尺寸。
2纳米芯片的制造还包括首次使用所谓的底部电介质隔离(bottom dielectric isolation),它可以减少电流泄漏,因此有助于减少芯片上的功耗。在上图中,那是浅灰色的条,位于中部横截面中的三个堆叠的晶体管板的下面。
IBM为2纳米工艺创建的另一项新技术称为内部空间干燥工艺(inner space dry process),从表面上看,这听起来不舒服,但实际上这个技术使IBM能够进行精确的门控制。
在实施过程中,IBM还广泛地使用EUV技术,并包括在芯片过程的前端进行EUV图案化,而不仅是在中间和后端,后者目前已被广泛应用于7纳米工艺。重要的是,IBM这个芯片上的所有关键功能都将使用EUV光刻技术进行蚀刻,IBM也已经弄清楚了如何使用单次曝光EUV来减少用于蚀刻芯片的光学掩模的数量。
这样的改善带来的最终结果是,制造2纳米芯片所需的步骤要比7纳米芯片少得多,这将促进整个晶圆厂的发展,并可能也降低某些成品晶圆的成本。这是我们能看到的。
最后,2纳米晶体管的阈值电压(上表中的Vt)可以根据需要增大和减小,例如,用于手持设备的电压较低,而用于百亿超级计算机的CPU的电压较高。
本文整合自:半导体行业观察、摩尔芯闻
责任编辑:符乾江
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