У кремниевых фабрик и поставщиков САПР уже нет времени ждать, когда разрешатся споры и, наконец, станет ясно, как проектировать по технологии 20 нм. Так считает Йозеф Савицкий (Joseph Sawicki), вице-президент и генеральный директор компании Mentor Graphics, который рассказал eetimes.com о тех сложностях, которые стоят перед фаундри и поставщиками САПР.
 |
| Поперечное сечение слоя high-k/металлический затвор, полученное с помощью электронного микроскопа |
«Два месяца назад появились первые опытные кристаллы, созданные по технологии 16 нм, – сказал в интервью eetimes.com Савицкий. – Работа по проектированию продолжается, хотя до сих пор это, по большей части, патентная разработка».
Глава Mentor рассказал о некоторых проблемах, перед которыми стоят кремниевые фабрики и разработчики. Одна из них – выбор процесса gate-first (обработка диэлектрических слоев high-k и биметаллических слоев выполняется до осаждения и травления поликремниевого затвора) или gate-last (удаление поликремниевого затвора происходит до осаждения биметаллического затвора). Понятно, что процесс gate-first обеспечивает большую плотность, однако при этом остаются другие нерешенные проблемы, такие как варьирующаяся разность электрических потенциалов, а также невозможность прогнозировать применимость этих подходов при масштабировании ниже 20 нм.
Эти вопросы для разработчиков кристаллов являются ключевыми, поскольку две основные кремниевые фабрики – TSMC и Globalfoundries – заняли противоположные позиции, что вынуждает инженеров пользоваться совершенно разными правилами проектирования. По той причине, что разработчикам будет нелегко осуществить портируемость между двумя фаундри, предстоит сделать решающий выбор.
До сих пор также не определена стратегия развития литографии. В качестве установок для создания 16-нм слоев можно использовать системы жесткого УФ-излучения, системы прямой записи множественными электронными лучами или прежний метод иммерсионной 193-нм литографии. Каждая из этих технологий требует своего способа обращения с данными проектирования на этапе, предшествующем созданию масок, и у каждой из них различные правила проектирования.
Несмотря на все эти проблемы, Савицкий убежден, что по-прежнему будет применяться метод 193-нм иммерсионной литографии: «Нам потребуется использовать пиксельные источники света и маски для оптимизации исходного рисунка, формы маски и правил разработки. Для реализации этой задачи понадобятся компьютеры с производительностью 20 TFLOPS, чтобы успеть подготовить один масочный слой за приемлемое время».
Но что если с текущими проблемами не справится ни один из этих методов? Савицкий утверждает, что специалисты отрасли уже столкнулись с тем, что вблизи 25 нм новая технология во многих случаях не обеспечивает лучшую производительность, чем предшествующая. Возможно, эту проблему поможет решить тщательная проработка библиотек ячеек. Однако данный метод не сможет существовать вечно и придется перейти на новые гомогенные 3D-топологии, позволяющие увеличить плотность элементов.
При этом 3D-технологии имеют свои нерешенные проблемы. Непонятно, например, как сказывается на транзисторах утончение подложки со сквозными отверстиями. Оно может приводить к нагрузке транзисторных каналов, изменению электрических характеристик устройства непредсказуемым образом. Этот эффект будет зависеть от расположения элементов устройства и особенно – сквозных отверстий. Возможно, придется моделировать сквозные отверстия как активные устройства.
Похоже, при проектировании 16-нм устройств у разработчиков не останется времени даже на перекуры…
Источник: eetimes.com/
Материалы по теме:
— Mentor Graphics в России. 17 лет спустя
— Поддержка Virtex-6 и Spartan-6 в САПР Mentor Graphics
— Универсальное средство проектирования радиочастотных, аналоговых и цифровых схем от Mentor Graphics и Agilent Technologies