AMD stellt 45nm-Prozess vor

Pressemitteilung AMD-Forscher präsentieren künftige High-Speed-Transistoren mit Leistungen in Rekordhöhe Neue Transistorentwicklung erzielt gegenüber bisherigen Transistoren die doppelte und höhere Leistung Auf dem IEEE International Electron Devices Meeting 2003 (IEDM) in Washington, DC, gab AMD weitere Details seiner revolutionären SOI-Transistorentwicklung (Silicon-on-Insulator) der nächsten Generation bekannt. Darüber hinaus lieferte das Unternehmen neue Informationen über den erfolgreichen Einsatz seiner SOI-Technologien in aktuellen Mikroprozessoren. "Dieser SOI-Transistor der nächsten Generation vereint auf einzigartige Weise mehrere von AMDs bedeutendsten Innovationen in einem Design. Dieses wichtige Ziel haben wir im Rahmen unserer Forschungsarbeiten erreicht, um den Anforderungen unserer Kunden nach Prozessoren mit niedrigerer Verlustleistung und höherer Leistung heute und in Zukunft gerecht zu werden," so Craig Sander, AMDs Vice President Process Technology Development. Auf dem Weg zur kompletten 45-nm-Lösung AMDs neue Transistorentwicklung soll viele der anspruchsvollsten Herausforderungen überwinden, denen die Halbleiterbranche bei 45-nm-Technologiegenerationen (oder 45-nm-"Node") gegenüber steht. Ein Nanometer (nm) ist der milliardste Teil eines Meters. "Bei der Verkleinerung der Transistorgeometrien entstehen bei jeder neuen Technologiegeneration zusätzliche Herausforderungen. Dabei ist die Reduzierung des Leckstromes im ausgeschalteten Zustand des Transistors nur ein Problem. Ebenso wichtig ist die Maximierung des Stromflusses im eingeschalteten Zustand des Transistors," so Ming-Ren Lin, AMD Fellow. "Während sich die Forschungsarbeiten anderer Unternehmen mit diesen Problemen meist auf individueller Basis beschäftigen, adressiert AMDs Konzept alle Herausforderungen als integriertes Ganzes." Der Branchen-Fahrplan für die Strukturverkleinerung (International Technology Roadmap for Semiconductors) prognostiziert, dass die effektiven Gate-Längen von Transistor-Gates, die primären, für das Ein- und Ausschalten des Stromes zuständigen Bestandteile eines Transistors, bis auf 20 nm verkleinert werden müssen, um die gewünschten Leistungsvorgaben bei der 45-nm-Generation zu erfüllen. Die kleinsten Gate-Längen von AMDs leistungsfähigsten Mikroprozessoren betragen derzeit etwa 50 nm. "Die ehrgeizige Verkleinerung der Transistor-Gates ist entscheidend, um ständig höhere Transistorleistungen zu erzielen. Dieser Trend wird auch in Zukunft anhalten," so Lin. "Um die aktuelle Innovationsgeschwindigkeit beibehalten zu können ist es unbedingt erforderlich, dass führende Hersteller innovative Transistorstrukturen, wie die von AMD realisierte, implementieren." Einzigartiges Multi-Gate Design Während heutige Transistoren lediglich mit einem Gate ausgestattet sind, nutzt AMDs neue Transistorentwicklung drei Gates. Darüber hinaus beinhaltet das neue Transistordesign mehrere Innovationen, die eine kontinuierliche Skalierung der Transistor-Gates bis auf 20 nm und darunter ermöglichen. Zugleich arbeitet die neue Transistorentwicklung mit höheren Frequenzen als bisherige Transistoren sowie mit niedrigeren Leckströmen. Ferner kommt AMDs neuer Transistor ohne so genannte "High-k" Gate Dielektrika aus. Bei diesen konnten negative Einflüsse auf die Transistorleistung nachgewiesen werden. "Bei unserer Transistorentwicklung greifen wir auf ein strukturelles Konzept zurück und setzten konventionelle Materialien in einer völlig neuen Weise ein, um eine bereits demonstrierte Lösung mit 20-nm-Gate-Abmessungen zu realisieren. Diese Art von Innovation ist nötig, um Technologiefortschritte weit in die nächste Dekade hinein zu erzielen," so Lin. AMDs neue Multi-Gate-Transistorentwicklung beinhaltet folgende Technologien: Fully Depleted SOI (FDSOI): Die SOI-Technologie (Silicon-On-Insulator) der nächsten Generation, die Leistungssteigerungen und Energieeinsparungen bei heutigen SOIs ermöglicht. Metal Gates: Gates, die statt aus dem heute verwendeten Polysilizium aus Nickel-Silizid bestehen und den Stromfluss verbessern sowie unerwünschte Leckströme reduzieren. Locally Strained Channel: Ein revolutionärer Weg zur Anordnung fortschrittlicher Materialien in einer Form, die auf natürliche Weise die Atome innerhalb des elektrischen Pfads des Transistors "zieht" und Ströme besser fließen lässt. AMDs Vorgehensweise hat Transistoren mit Leistungen in Rekordbereichen hervorgebracht und Leckströme drastisch verringert. Weitere technische Details über AMDs Multi-Gate-Forschungsarbeiten, die auf der Konferenz präsentiert wurden, gibt es im Internet unter www.amd.com/IEDM03_triple. Die Vorteile der SOI-Technologie weiter ausbauen AMDs SOI-Forschung der nächsten Generation baut auf den aktuellen Erfolgen auf, die das Unternehmen beim Einsatz der SOI-Technologie in AMDs Dresdner Fab 30 in der Serienproduktion erzielt hat. Diese Erfolge hat AMD ebenfalls auf der IEDM vorgestellt. Darüber hinaus wurden detaillierte Informationen über SOI-Technologien herausgegeben, die die Leistung von AMD64-Prozessoren verbessern und den Energiebedarf reduzieren. "SOI trägt wesentlich zu den Eigenschaften der AMD Opteron" Prozessoren bei und erzielt bei minimiertem Energieverbrauch eine führende 32- und 64-Bit-Performance," so Sander. "Niedrige Verlustleistung bedeutet weniger Wärme. Für IT-Mitarbeiter in Unternehmen kann weniger Wärme einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Total-Cost-of-Ownership leisten und die Zuverlässigkeit steigern." Erstmals gab AMD auch Informationen über seine Führungsposition bei der Einführung von "Low-k" Dielektrika zur Steigerung der Schaltkreis-Performance bekannt. Diese Low-k Materialien dienen zur Isolation der Kupfer-Leitbahnen, die elektrische Signale über den Chip weiterleiten, und reduzieren die zur Weiterleitung dieser Signale benötigte Energie. AMD war eines der führenden Unternehmen bei der Einführung von Low-k Materialien in die Serienproduktion. Erstmals ist dies beim 130-nm-Prozess in AMDs Fab 30 erfolgt.