Czy procesory są projektowane przy użyciu różnych technologii?

Czy / Czy procesory mogą być projektowane przy użyciu różnych technologii? Chodzi mi o to: na przykład w procesorach 28nm Intela są wszystkie bramy tego procesora zbudowane w technologii 28nm lub są to tylko najbardziej krytyczne części tego procesora zbudowane w 28nm, a inne, znacznie mniej krytyczne części są projektowane w innych, znacznie tańszych technologiach, takich jak na przykład 65 nm lub więcej?

Jeśli tak [procesory są mieszanką technologii], jak można to zrobić w praktyce (tj. Różne technologie na tej samej matrycy)? I dlaczego tak się dzieje?

Jestem tego ciekawy, więc wszelkie dodatkowe informacje związane z tymi pytaniami są również mile widziane

„Technologia” nie jest właściwym terminem na to, o co pytasz. Technologia mikroukładu zależy od konkretnych kroków przetwarzania wymaganych do jego wytworzenia, a między innymi określa to minimalne rozmiary funkcji dla różnych elementów mikroukładu. Liczba powszechnie związana z konkretną technologią (np. 28 nm) odnosi się konkretnie do minimalnej długości bramki, która jest określona przez szerokość linii, które można narysować na masce, która tworzy bramki tranzystorowe.

Oczywiście, nie wszystkie tranzystory na danym chipie wymagają minimalnej długości bramki, a wiele wymaga więcej niż minimalna szerokość bramki (w celu uzyskania większej zdolności do obsługi prądu), więc tak, naprawdę zobaczysz tranzystory o wielu różnych rozmiarach na chipie .

Cały procesor jest zbudowany z wykorzystaniem tej samej technologii. Jest to określane przez maskę (maski) i układ optyczny do rzutowania ich na każdą matrycę na opłatek (proces zwany „krokiem”). Mniejsze rozmiary pozwalają na pakowanie większej liczby komponentów na matrycy, niższe zużycie energii i większą prędkość. To nie ma sensu spędzać małą fortunę (oni zrobić kosztować małą fortunę) na masce, a następnie nie korzystać z jego możliwości.

Dla jasności: tak, ta sama 28 nm zostanie użyta w jednym kroku dla całej powierzchni matrycy, ale nie , nie wszystkie elementy będą tego samego rozmiaru. Po prostu maska ​​28 nm nie zostanie zamieniona na maskę 65 nm dla części matrycy.

edytuj
Rzeczywiście są większe obszary na matrycy, które nie wymagają niewielkiego rozmiaru 28 nm. Typowe są lutowane podkładki kulkowe do układu scalonego:

Zwróć uwagę na skalę: te podkładki są 1000 razy większe niż najlepsze struktury na matrycy. W tym przypadku można zastosować mniej dokładną maskę, ale ponownie, jeśli etap procesu wymagałby również 28 nm, wówczas dla obu będzie zastosowana ta sama maska. To nie dlatego, że pady są gigantyczne, że nie muszą być precyzyjnie ustawione, a to mniej podatne na błędy, jeśli nie musisz zmieniać masek.

W każdym nowoczesnym procesie bardzo często występuje wiele grubości GOX (Gate Oxide). Nie jest to wykorzystywane ze względu na koszty, ale do łączenia się ze światem zewnętrznym. Rdzeń będzie pracował przy najniższym napięciu i na cieńszym GOX, ale będzie znacznie szybszy. Tranzystory grubszej bramki tlenkowej są podłączone do pinów pakietu, są wolniejsze, ale działają przy wyższych napięciach.

Podczas skalowania grubości GOX rozmiar fizyczny tranzystora również musi wzrosnąć.

Dodanie dodatkowych kroków w celu dostosowania tego podwójnego przepływu GOX faktycznie zwiększa koszty procesu. Ale nie będzie w stanie działać inaczej.

Powodem zastosowania różnych technologii jest zmniejszenie mocy statycznej (w zasadzie prądu upływu na tranzystorze). W procesie 90 nm moc statyczna zaczyna się porównywać i ostatecznie przesłania moc dynamiczną. Jak to można zaimplementować, proces produkcji silikonu wymaga masek i trawienia, jeśli można wykonać proces 28 nm. Zakładam, że proces 65 nm można wykonać przy użyciu 28 nm, to byłby to po prostu duży tranzystor na maskach

węzeł technologiczny może być powiązany z rozmiarem funkcji (długość imitacji kanału tranzystorowego MOS b / w drenu i źródła). jeśli IC wynosi 28 nm, oznacza to, że długość mim kanału wynosi 28, nie każda długość kanału jest taka sama, ale jednocześnie nie oznacza to, że idzie do 65 nm.