ISSCC2011:平面型体硅技术仍将是22/20nm节点主流 Intel保持缄默

经过一轮唇枪舌剑之后，大牌芯片厂商们终于对逻辑芯片产品22/20nm节点制程的有关问题达成了较为一致的意见。在刚刚举行的2011年国际固态电路会议 (ISSCC2011)上，IBM,台积电，Globalfoundries等厂商均表示将继续在22/20nm节点制程应用平面结构的体硅晶体管工艺。 换句话说，在22/20nm制程节点，没有哪一家代工大厂会大规模采用FinFET，全耗尽型SOI(FDSOI)或者多栅型晶体管。不过固态电路协会的 另外一位重要成员Intel则继续保持沉默，对其22/20nm节点计划采用哪种技术守口如瓶。

不过，这次会议依然给我们带来了一些惊喜。比如所有的厂商均认同在22/20nm节点会启用铜互联层，超低介电常数互联层电介质(Low-k)以及HKMG栅这三种技术。另外，光刻技术方面，22/20nm节点主要几家芯片厂商也将继续使用基于193nm液浸式光刻系统的双重成像（double patterning）技术。

之所以继续使用193nm液浸式光刻系统，是由于厂商们预计极紫外光刻(EUV)系统在各厂商准备转向22/20nm节点的时间点时发展的还不够成熟.荷兰ASML公司最近才刚刚卖出了一台试产型的EUV光刻机，据称这台光刻机的买主是三星公司。EUV光刻机的产出量仍然很低，而且设备的售价也是天文级数字。

Intel高管Mark Bohr在一次访谈中曾表示：“EUV技术还在发展进步，所以现在还没到它发威的时候。”

毫无疑问，将逻辑芯片的制程推进到22/20nm节点是一个挑战。除了需要解决光刻技术，high-k绝缘层技术，功耗等方面的技术问题之外，成本控制和器件的性能一致性也是需要解决的问题。
   
Bohr认为，原本分离开的芯片设计和芯片制造团队现在必须更紧密地合作，必须抱有“共同改进”的理念，而这种理念必须在研发的早期阶段便开始贯彻执行。

现在Globalfoundries, IBM, Intel，台积电还有三星总算透出了一点有关22/20nm制程的口风.目前，高端芯片厂商制作32/28nm制程产品所用的晶体管结构技术仍然基于传统的体硅和平面型晶体管技术，这种技术已经被厂商使用了多年，大家对这种技术都非常了解，而且使用这种技术制造产品的成本和风险也最小。

不过有人认为要进步到22nm乃至16nm节点，就必须抛弃这种传统的技术，而其可能的继任者则人选颇多，包括FDSOI,FinFET，多栅晶体管，III-V族沟道材料晶体管等等。部分厂商则正在竭力推进其中的一种技术，期望能在下一代晶体管技术的竞赛中取得先机，比如不久前SOI技术联盟便宣称已经在全耗尽型晶体管(FDSOI)技术方面取得了更多进展。该联盟的成员包括ARM,IBM,意法半导体，法国Soitec和CEA-Leti等，他们宣称这项技术可以用在20nm及更高级节点制程的移动或消费类电子设备上。

不过，现在连IBM也承认22/20nm节点的主力仍然是平面型结构的体硅CMOS技术，IBM的高管Ghavam Shahidi在这次会上表示，FDSOI“在22/20nm节点启动时仍准备不足。”

而IBM芯片制造技术联盟中的另一个重要成员三星则最近公布了其20nm制程技术的有关消息，这种制程技术也是基于平面型体硅CMOS。

Globalfoundries主管技术的副总裁Bill Liu也在会上列出了他们在22/20nm节点会采用的几种技术，包括：HKMG栅极，配合双重成像技术的193nm液浸式光刻技术，硅应变技术等等。

另外，正如我们之前所报道的那样，尽管IBM芯片制造技术联盟的成员在32/28nm节点主推基于Gatefirst工艺的HKMG技术，但是到20nm节点，联盟的成员将集体转向Intel主导的gatelast技术。该联盟的成员包括有 AMD,Globalfoundries,三星等厂商，具有讽刺意味的是，这些厂商目前还在竭力宣传gatefirst的优越性。而以Intel和台积电为代表的其它厂商则使用的是gatelast工艺。

另外，Liu还表示22/20nm节点最主要的挑战是功耗控制和光刻技术有关的两大难题，他表示：“在22nm节点，光刻技术将成为决定成败的重要因素。因为193nm液浸式光刻技术与双重成像的结合将迫使芯片产商对芯片设计准则设置更多的限制。”

而台积电负责主管20nm制程开发的高管则认为功耗和产品的灵活性是主要的挑战，他说：“功耗方面的限制使器件的Vcc电压值不断减小，但是由此则造成了器件性能一致性方面的问题。”


附1：






这次，ROHM与集团公司OKI半导体集中综合实力，联合开发出以美国英特尔®公司嵌入式处理器「英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列」为应用对象的芯片组所包括的3种IC—电源管理IC(PMIC)、时钟发生器IC(CGIC)、Input/Output Hub。
「英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列」即英特尔®公司开发的嵌入式处理器，是面向通用嵌入CPU电路板、产业机器、车载个人信息与娱乐设备、WEB关联式IP多媒体电话，具有业界最高性能的CISC处理器。
ROHM在本公司的模拟/线性技术方面已开发出PMIC/CGIC而取得很大实绩，而OKI半导体在逻辑技术方面也掌握有高超的技术，这次作为集团公司开发成功芯片组使「英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列」的性能得到最大限度的发挥。
另外，由于集团公司可以对最终用户给予全面的支持，因而能够缩短系统设计过程、能够按用户要求进行匹配等等，可以提供其他公司所没有的附加值。


http://www.rohm.com.cn/products/chipset/images/top_pic_03.jpg[*]对早期发现问题所在的支持[*]对电路图与PCB检查的支持[*]对开发各种OS装置驱动器的支持ROHM与集团公司OKI半导体开发出同时安装有「英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列 」和芯片组的参考电路板「GOJYO」。
以此「GOJYO」为基础可在ROHM集团对用户的电路和PCB进行总体评价。
具有丰富经验的本公司工程师将按规定给予用户适当的建议和支持。





车载个人信息与娱乐设备用IOH / ML7213 | IP多媒体电话用IOH / ML7223(V)
Input/Output Hub「ML7213/7223(V)」是使PCI Express与 英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列 相连接的IOH Hub。它集成了USB、SATA、SD Host、视频输入、UART、I2S等各种IO，为车载个人信息与娱乐设备，以及带有IP可视电话功能的Internet连接通信终端设备等备齐了最佳产品。



车载个人信息与娱乐设备用IOH / ML7213 特点[*]英特尔® 凌动™ 处理器与PCle、SDVO连接[*]无需增添IC即可获得2画面输出[*]可以处理10ch以上的立体声声频信号
功能块



IP多媒体电话用IOH / ML7223(V) 特点 [*]英特尔® 凌动™ 处理器与PCle连接[*]装载有回波/噪声消除功能[*]用硬件支持IP Sec
功能块





电源管理LSI「BD9591MWV/BD9594MWV」是为系统的主要部件CPU/IOH or PCH/时钟LSI/DDR2存储器供给电源、内置有复杂的电源时序控制器的系统电源IC。只要用１块这种电源IC，无需特别的电源控制IC便可简单地为「英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列」的平台构筑最佳的系统电源和环境。

特点 [*]内置有以往要用微控制器等来处理的、复杂的电源ON/OFF时序，
减轻了用户的设计负担。[*]依靠最适合系统的、省时省力的电源设计实现了只有1个外接FET的小型化。[*]与BU7335MWV系列的CGIC相组合以支持平台。
功能块(BD9594MWV)

电源时序 ChannelRail nameSource
Iomax
S4/S5S3S0CPUDC/DC1V3P3_A3.310000ONONONSW2V3P33.310OFFONONSW1V3P3_S3.3200OFFOFFONDC/DC2V1P81.82400OFFONONSW6V1P8_S1.8570OFFOFFONLDO5V1P5_S1.5120OFFOFFONLDO4V1P25_S1.257OFFOFFONLDO3V1P051.05100OFFONONDC/DC3V1P05_S1.053400OFFOFFONVTTV0P9_S0.9200OFFOFFONDC/DC4VCC_S0.75-0.903500OFFOFFONDC/DC5VNN_S 0.75-0.901600OFFOFFONPCHLDO1IO_PLA_2.5V2.521ONONONSW3IO_PLA_3.3V3.340ONONONSW4IO_PLB_3.3V3.3280OFFONONSW5IO_PLC_3.3V3.330OFFOFFONLDO7USB_VDD_1.2V1.2140OFFONONLDO8PCIE/SATA_1.2V1.2400OFFOFFONLDO2VDDCORE_1.2V1.2100ONONONLDO6VDDCORE_1.22V 1.22550OFFON



时钟发生器IC「BU7335MWV」采用ROHM独创的、频率精度高的PLL技术(专利技术)，并且为解决EMI问题而添加了SS(Spread Spectrum)技术，是可以构成对「英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列」的平台而言最佳的单芯片时钟系统的IC。它内置有CPU(3线)以及PCIe、SATA、Graphic(1线)、USB等芯片组所需的全部时钟。可以利用D9591MWV/BD9594MWV发出的控制信号进行时序控制。

特長 [*]将5chPLL单芯片化，生成所需的全部时钟。
实现符合CK505规格的低Jitter时钟。[*]内置SpreadSpectrum功能。
有助于降低装置的EMI噪声。[*]与BD9594MWV/BD9591MWV系列的PMIC相组合
以支持平台。
功能块(BU7335MWV)

频率一览表 FunctionWave FormSpread
SpectrumBU7335MWV
Output ClocksCPUProcessor0.8V differential○100MHz/83.33MHzProcessor0.8V differential○100MHz/83.33MHzPCI Express0.8V differential○100MHzDisplay & Audio0.8V differential-96.00MHzTimers & HPET3.3V differential-14.318182MHzPCHPCI Express0.8V differential○100MHzSATA0.8V differential○100MHz/75MHzEther3.3V differential-25MHzSystem3.3V differential-48MHzOption0MCLK3.3V differential-12.288MHzOption1ITP Header0.8V differential○100MHz/83.33MHzOption2PCI Express 0.8V differential○100MHzOption3PCI Express 0.8V differential○100MHzOption4PCI Express0.8V differential○100MHz



这次，ROHM与OKI半导体准备了可在短期间内高效地进行系统设计的，装载有PMIC、CGIC和IOH or PCH的「英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列」平台的参考电路板/开发工具箱。由于安装有SATA/USB×2条/Audio/Ethernet/Micro-SD的接口和5英寸LCD显示器，OS与Linux(Fedra ver.10)兼容，所以只要连接上外围电路就可以对系统进行全面评价。


有完备的开发与评价工具，一开始也就放心了


其他工具 电源管理IC BD9594MWV/BD9591MWV
[*]DataSheet[*]Technical Note[*]Platform design guide[*]Sighting reportetc时钟发生器IC BU7335MWV
[*]DataSheet[*]Technical Note[*]Platform design guide[*]IBIS Data[*]etcGOJYO 参考电路板
[*]Parts List[*]Schematic[*]Sighting report[*]etcFAQ
[*]PMIC[*]CGIC[*]GOJYO

这么方便！ [*]请对英特尔®公司嵌入式「英特尔® 凌动™ 处理器 E600系列」平台的性能加以确认。[*]如果用户在开始开发电路板时用它作为参考，那将有助于大大缩短调试时间。[*]用户可在自行开发软件驱动器时使用。即使是首次接触的客户, 在ROHM及OKI半导体所提供的全面支持下, 大可放心使用这参考电路板、参考软件等等, 作为系统开发的设计工具。而这些工具可向与ROHM签有支持合同的综合系统制造厂商―索菲亚系统株式会社(Sophia System Co., Ltd.)购买。
【如要购买开发平台“GOJYO”, 请到索菲亚系統的纲页】