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Intel und die Zukunft

Mittwoch, 14. Aug. 2002 08:39 - [fs] - Quelle:

In einer aktuellen Pressemitteilung berichtet Intel über den Nachfolger des heutigen Northwood, den Prescott. Er wird demnach in der 90nm Technologie gefertigt, die jedoch durch etliche weitere Technologien aufgewertet wird. Zu nennen ist hier das sogenannte Strained Silizium oder Kupfer-Leitungen mit neuem Dielektrikum.

Pressemitteilung Intel stellt die weltweit fortschrittlichste Halbleiterherstellung vor Feldkirchen / Hillsboro, den 14. August. 2002 - Intel stellt einige bahnbrechende Techniken vor, die das Unternehmen in seine neue 90 Nanometer (nm) Halbleiterherstellung integriert hat. Mit diesem Verfahren hat Intel bereits Siliziumstrukturen und Speicherchips mit Rekordwerten gebaut - es ist die fortschrittlichste Herstellungstechnik der Industrie. Intel wird sie im nächsten Jahr für die Massenfertigung unter Verwendung von 300 mm Wafern einführen. Die neue 90 nm Halbleiterherstellung (ein Nanometer ist der milliardste Teil eines Meters) vereint Leistungsfähigkeit, niedrige Betriebsspannung, ein Silizium-Gitter mit größeren Atomabständen (Strained Silicon), Hochgeschwindigkeits-Leitungen (Interconnects) aus Kupfer sowie ein neues Dielektrikum mit niedriger Dielektrizität (Low-K). Zum ersten Mal werden alle diese Techniken in einem Herstellungsprozess integriert. "Während andere Hersteller langsam ihre Produktion auf den 130 nm (0.13 Mikron) Prozess mit 200 mm großen Wafern umstellen, machen wir mit der fortschrittlichsten 90 nm Technologie ausschließlich auf 300 mm Wafern einen großen Schritt nach vorne", erklärte Dr. Sunlin Chou, Senior Vice President und General Manager der Intel Technology and Manufacturing Group. "Diese Kombination ermöglicht Intel die Fertigung besserer Produkte bei gleichzeitig niedrigeren Herstellungskosten." Seit mehr als einem Jahrzehnt gibt Intel die Geschwindigkeit des Moore'schen Gesetzes durch die Einführung einer neuen Prozessgeneration alle zwei Jahre vor. Der 90 nm Prozess ist die nächste Generation nach dem 0.13 Mikron Prozess, den Intel bereits heute für die Herstellung des Großteils seiner Prozessoren verwendet. Herausragende Halbleiterherstellungtechniken Fortschrittliche Transistoren: Intels neuer 90 nm Prozess arbeitet mit Transistoren, deren Gate-Länge (ein entscheidendes Maß bei Transistoren) lediglich 50 Nanometer beträgt. Das macht sie zu den kleinsten und leistungsstärksten CMOS Transistoren, die in der Produktion eingesetzt werden. Zum Vergleich: die derzeit fortschrittlichsten Transistoren in der Produktion messen 60 nm, sie kommen in Intel® Pentium® 4 Prozessoren zum Einsatz. Kleine und schnelle Transistoren sind die Bausteine für sehr schnelle Prozessoren. Die neuen Transistoren haben Trennschichten (Gate-Oxide), die lediglich fünf Atomschichten dick sind (1,2 nm). Ein dünnes Gate-Oxid im Transistor steigert seine Geschwindigkeit. Strained Silizium: Bei dieser Technik kommt Silizium mit größeren Atomabständen im Gitter zur Verwendung - sogenanntes Strained Silizium. Intel hat eine Eigenentwicklung von hochleistungsfähigem Strained Silizium in den neuen 90 nm Prozess integriert. Der größere Atomabstand im Strained Silizium erhöht die Mobilität der Elektronen, was zu einer Steigerung der Geschwindigkeit der Transistoren führt. Dies wird die erste Halbleiterfertigung der Industrie sein, die Strained Silizium in der Massenfertigung verwendet. Kupfer-Leitungen mit neuem Dielektrikum: Bei der 90 nm Prozesstechnik verwendet Intel außerdem ein neues kohlenstoffdotiertes Oxid (CDO) mit niedriger Dielektrizität als Dielektrikum zwischen den Leitungen (Interconnects) der Halbleiterbausteine. Dieses Material erhöht die Signalgeschwindigkeit innerhalb der Chips und reduziert den Stromverbrauch. Ein weiterer Vorteil dieser Technik ist die einfachere Herstellung, da dieses Dielektrikum nur in zwei Schichten übereinander aufgetragen wird. Prozess bricht Rekorde Im Februar hat Intel seinen 90 nm Prozess für die Herstellung von SRAM Chips mit der weltweit höchsten Kapazität von 52 Megabit verwendet. Diese Chips können 52 Millionen einzelne Bits speichern, sie sind voll funktionsfähig und verfügen über 330 Millionen Transistoren auf einer Fläche, die nur 109 Quadratmillimeter misst - was etwa der Größe eines Fingernagels entspricht. Ein weiterer Rekord: Die SRAM Zellgröße dieser Chips misst lediglich einen Quadratmikrometer - ein Meilenstein, der lange von Forschern und Halbleiterherstellern angestrebt wurde. Im Vergleich dazu ist ein rotes Blutkörperchen ungefähr 100 Mal größer. Kleine SRAM Zellen ermöglichen die Integration größerer Daten-Caches in Prozessoren, die zu einer Leistungssteigerung führen. Diese Halbleiterbauteile wurden in Intels 300 mm Entwicklungsfabrik D1C in Hillsboro (Oregon, USA) hergestellt, wo dieser Prozess entwickelt wurde. "Intels 90 nm Prozess ist heute sehr ausgereift und wir produzieren Wafer und Chips derzeit routinemäßig in unserer Entwicklungsfabrik", sagte Mark Bohr, Intel Fellow und Director der Process Architecture und Integration. "Nächstes Jahr werden wir das erste Unternehmen sein, das den 90 nm Prozess in der Massenfertigung einsetzt." Weitere Prozess-Details Intels 90 nm Prozess verwendet sieben Metalllagen für die Hochgeschwindigkeits-Kupfer-Interconnects. Für diesen Prozess wird eine Kombination aus Lithografie-Ausrüstung für Lichtwellenlängen von 248 nm und 193 nm eingesetzt. Intel erwartet, rund 75 Prozent der Prozesswerkzeuge wieder verwenden zu können, die Intel heute bei der Massenfertigung mit 130 nm auf 300 mm Wafern nutzt. Der relativ geringe Anteil neuer Prozesswerkzeuge senkt die Umstellungskosten und stellt sicher, das ausgereifte Werkzeuge zum Einsatz kommen. Der 90 nm Prozess wird in der Fab D1C in die Massenproduktion gehen und beginnend mit dem nächsten Jahr auf weitere 300 mm Herstellungsfabriken übertragen. Intel erwartet, dass im Jahr 2003 drei 300 mm Waferfabriken den 90 nm Prozess einsetzen. Einer der ersten, für Endkunden verfügbare Chip, der diesen Prozess von Intel nutzen wird, ist der Prozessor mit Codenamen Prescott, der auf der Intel® NetBurst(tm) Mikroarchitektur basiert und in der zweiten Hälfte des Jahres 2003 vorgestellt wird.
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