Intel: Menjaga Undang-undang Moore menjadi satu cabaran

Intel akan memajukan Undang-undang Moore untuk masa hadapan, tetapi tetap menjadi lebih mencabar kerana geometri cip menyusut, menurut seorang eksekutif syarikat.

Undang-undang Moore berdasarkan teori bahawa jumlah transistor yang boleh diletakkan pada silikon beregu setiap dua tahun, yang membawa lebih banyak ciri pada cip dan memberikan peningkatan kelajuan. Menggunakan Undang-undang Moore sebagai garis dasar, Intel selama beberapa dekad telah menambah lebih banyak transistor semasa mengurangkan saiz dan kos cip. Perkembangan pembuatan membantu membuat telefon pintar, tablet dan PC lebih cepat dan lebih efisien.

Intel

Tetapi sebagai cip menjadi semakin kecil, mempertahankan Undang-undang Moore mungkin lebih sukar hari ini daripada tahun-tahun yang lalu, kata William Holt, naib presiden eksekutif dan pengurus besar Kumpulan Pengilangan Teknologi Intel, dalam ucapannya di Persidangan Teknologi Jeffries Global, Media, dan Telekom minggu ini.

"Adakah kita lebih hampir dengan penghujung daripada lima tahun yang lalu? adalah kita ke titik di mana kita boleh meramalkan bahawa, kita tidak fikir begitu. Kami yakin kami akan terus menyediakan blok bangunan asas yang membolehkan penambahbaikan dalam peranti elektronik, "kata Holt. Keupayaan industri untuk skala cip telah "menjadi topik kepada fikiran semua orang selama beberapa dekad," kata Holt, tetapi menolak hujah oleh pemerhati dan eksekutif industri bahawa Undang-undang Moore telah mati. Sesetengah ramalan tentang undang-undang itu tidak dapat dilihat dengan jelas, dan paradigma akan terus diguna pakai sebagai Intel mengecilkan saiz cip, kata Holt.

Intel

"Saya tidak berada di sini untuk memberitahu anda bahawa saya tahu apa yang akan berlaku 10 tahun dari sekarang Ini adalah ruang yang terlalu rumit, sekurang-kurangnya untuk beberapa generasi yang akan datang, kami yakin kami tidak melihat akhir yang akan datang, "kata Holt, bercakap mengenai generasi proses pembuatan.

Undang-undang Moore pertama ditubuhkan pada tahun 1965 oleh Gordon Moore, yang mengasaskan Intel pada tahun 1968 dan pada akhirnya menjadi CEO pada tahun 1975. Kertas asal undang-undang, yang diterbitkan dalam majalah Elektronik pada tahun 1965, memberi tumpuan kepada ekonomi yang berkaitan dengan kos per transistor, yang akan datang

"Hakikat bahawa sekarang ketika kita melihat masa depan, ekonomi Moore's Law … berada di bawah tekanan yang besar mungkin sesuai kerana itu pada dasarnya apa yang anda sampaikan.Anda memberikan manfaat kos setiap generasi, "Kata Holt.

Tetapi Holt mengatakan bahawa pembuatan Cip yang lebih kecil dengan ciri-ciri yang lebih banyak menjadi cabaran kerana cip boleh lebih sensitif kepada "kecacatan kelas yang lebih luas."

Seperti yang kita buat lebih kecil, usaha yang diperlukan untuk menjadikannya benar-benar bekerja semakin sukar, "kata Holt.

"Apa yang telah menjadi penyelesaian untuk ini adalah inovasi bukan hanya skala sederhana kerana ia adalah 20 tahun pertama, tetapi setiap kali sekarang anda menjalani generasi baru, anda perlu melakukan sesuatu atau menambah sesuatu untuk membolehkan skala atau penambahbaikan itu berterusan, "kata Holt.

Intel

Intel mempunyai teknologi pembuatan paling maju dalam industri hari ini, dan merupakan yang pertama untuk melaksanakan banyak kilang baru. Intel menambah silikon tegang pada proses 90-nanometer dan 65-nanometer, yang meningkatkan prestasi transistor, dan kemudian menambah bahan-bahan oksida gerbang-juga dikenali sebagai pintu tinggi logam-pada proses 45-nm dan 32-nm.

Intel menukar struktur transistor ke dalam bentuk 3D pada proses 22-nm untuk meneruskan pengecutan cip. Cip terbaru 22-nm mempunyai transistor yang terletak di atas satu sama lain, memberikan reka bentuk 3D, bukannya bersebelahan, yang berlaku dalam teknologi pembuatan terdahulu.

Intel pada masa lalu telah membuat cip untuk dirinya sendiri, tetapi sejak dua tahun kebelakangan ini telah membuka kemudahan pembuatannya untuk membuat cip secara terhad untuk syarikat-syarikat seperti Altera, Achronix, Tabula dan Netronome. Minggu lalu Intel melantik bekas ketua pengilangan Brian Krzanich kepada Ketua Pegawai Eksekutif, menghantar isyarat bahawa ia mungkin cuba untuk mengewangkan kilang-kilangnya dengan mengambil kontrak pembuatan cip yang lebih besar. Nama Apple telah diapungkan sebagai salah satu pelanggan Intel.

Bagi Intel, kemajuan dalam pembuatan juga berkaitan dengan keperluan pasaran syarikat. Dengan melemahkan pasaran PC, Intel telah mengeluarkan pelepasan cip Atom yang cekap untuk tablet dan telefon pintar berdasarkan keutamaan teknologi pembuatan. Intel dijangka mula menghantar cip Atom dibuat menggunakan proses 22-nm pada tahun ini, diikuti oleh cip yang dibuat menggunakan proses 14-nm tahun depan.

Intel minggu ini berkata cip Atom 22-nanometer yang akan datang berdasarkan yang baru seni bina yang dipanggil Silvermont akan menjadi tiga kali lebih cepat dan lima kali lebih cekap dari kuasa pendahulunya yang dibuat menggunakan proses 32-nm yang lebih tua. Cip Atom termasuk Bay Trail, yang akan digunakan dalam tablet kemudian tahun ini; Avoton untuk pelayan; dan Merrifield, kerana tahun depan, untuk telefon pintar. Intel berusaha untuk mengejar ARM, yang pemproses digunakan dalam kebanyakan telefon pintar dan tablet pada hari ini.

Proses skala saiz cip yang berskala memerlukan banyak idea, yang kebanyakannya mengambil bentuk dalam penyelidikan universiti yang dibiayai oleh pembuat cip dan persatuan industri semikonduktor, kata Holt. Sesetengah idea berputar di sekitar struktur transistor baru dan juga bahan-bahan untuk menggantikan silikon tradisional.

"Strain adalah salah satu contoh yang kita lakukan pada masa lalu, tetapi menggunakan germanium bukan silikon pastinya kemungkinan yang sedang dikaji., pergi ke bahan III-V memberikan kelebihan, "kata Holt. "Dan kemudian terdapat peranti baru yang sedang dievaluasi serta pelbagai bentuk integrasi."

Keluarga bahan III-V termasuk gallium arsenide.

Penyelidikan juga sedang dijalankan di syarikat-syarikat seperti IBM, yang sedang menyiasat

Yayasan Sains Kebangsaan kerajaan Amerika Syarikat mengetuai usaha yang dikenali sebagai "Sains dan Kejuruteraan di sebalik Undang-undang Moore" dan membiayai penyelidikan mengenai pembuatan, nanoteknologi, cip multicore dan teknologi baru seperti kuantum

Intel

Kadang-kadang, tidak membuat perubahan serta-merta adalah idea yang baik, kata Holt, menunjuk peralihan Intel 1 ke sambungan tembaga pada proses 180-nm.

Pada saat Intel berpindah ke litografi rendaman, peralihan itu halus, sementara pemula awal berjuang.

Langkah besar berikutnya untuk pengeluar cip adalah wafer 450 mm, yang akan membolehkan lebih banyak cip dibuat di kilang-kilang dengan kos yang lebih rendah. Intel pada Julai tahun lepas melabur $ 2.1 bilion dalam ASML, alat pembuat, untuk membolehkan litar cip yang lebih kecil dan wafer yang lebih besar. Berikutan pendahuluan Intel, TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.) dan Samsung juga melabur di ASML. Sesetengah pelanggan TSMC termasuk Qualcomm dan Nvidia, yang cip reka bentuk berdasarkan pemproses ARM.

Pelaburan Intel dalam ASML juga terikat dengan pembangunan alat untuk melaksanakan teknologi EUV (ultraungu ultraviolet), yang membolehkan lebih banyak transistor dipenuhi silikon. EUV memendekkan julat panjang gelombang yang diperlukan untuk memindahkan corak litar pada silikon menggunakan topeng. Itu membolehkan penciptaan imej yang lebih halus pada wafer, dan cip boleh membawa lebih banyak transistor. Teknologi ini dilihat sebagai kritikal untuk meneruskan Hukum Moore.

Holt tidak dapat meramalkan ketika Intel akan bergerak ke wafer 450 milimeter, dan berharap ia akan datang menjelang akhir dekade. EUV telah membuktikan mencabar, katanya, sambil menambah bahawa ada masalah kejuruteraan yang dapat dilaksanakan sebelum ia dilaksanakan.

Walau bagaimanapun, Holt yakin dengan keupayaan Intel untuk menurunkan dan kekal di hadapan pesaing seperti TSMC dan GlobalFoundries, yang cuba mengejar pembuatan dengan melaksanakan transistor 3D dalam proses 16-nm dan 14-nm masing-masing, seterusnya. tahun. Tetapi Intel maju ke generasi kedua transistor 3D dan tidak seperti saingannya, juga mengecilkan transistor, yang akan memberikan kelebihan pembuatan.

Bercakap tentang pesaing Intel, Holt berkata, "Sejak mereka telah cukup jujur ​​dan terbuka mereka akan menjeda skala kawasan, mereka tidak akan mengalami penjimatan kos Kami akan terus mempunyai kelebihan yang ketara dalam prestasi transistor. "