cpu幾納米什么意思

　　納米技術(shù)其實(shí)就是一種用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)。 下面，就讓學(xué)習(xí)啦小編帶您一起去了解cpu幾納米是什么意思。

　　從第一顆處理器到90納米處理器，乃至65納米處理器都是如此。英特爾把這種以?xún)赡隇橹芷诘男酒c微體系結(jié)構(gòu)快速發(fā)展步調(diào)稱(chēng)為“Tick-tock”戰(zhàn)略。當(dāng)硅制程技術(shù)“Tick”與微體系結(jié)構(gòu)“Tock”交替發(fā)展到65納米階段時(shí)，進(jìn)一步突破遇到了難以逾越的瓶頸。

　　我們知道，一般的晶體管可分為低電阻層、多晶硅柵極和二氧化硅電介層。其中，二氧化硅電介層在65納米時(shí)代已降低至相當(dāng)于五層原子的厚度，再進(jìn)一步縮小則會(huì)遭遇電介層的漏電而達(dá)到極限。

　　但是，對(duì)業(yè)界影響深遠(yuǎn)的摩爾定律并沒(méi)有因此而失去效力。經(jīng)歷千萬(wàn)次的試驗(yàn)，英特爾將一種熔沸點(diǎn)和強(qiáng)度都極高且抗腐蝕性的新型金屬鉿(Hf)運(yùn)用到芯片處理技術(shù)當(dāng)中，創(chuàng)造出英特爾45納米高K金屬柵極硅制程技術(shù)層，替換二氧化硅電介層。

　　英特爾45納米高K技術(shù)能將晶體管間的切換功耗降低近30%，將晶體管切換速度提高20%，而減少柵極漏電10倍以上，源極向漏極漏電5倍以上。這就為芯片帶來(lái)更低的功耗和更持久的電池使用時(shí)間，并擁有更多的晶體管數(shù)目以及更小尺寸。

　　2007年，英特爾發(fā)布第一款基于45納米的四核英特爾至強(qiáng)處理器以及英特爾酷睿2至尊四核處理器，帶領(lǐng)世界跨入45納米全新時(shí)代。

　　難以置信的偉大突破!請(qǐng)繼續(xù)探索45納米世界，發(fā)現(xiàn)更多驚奇。

　　cpu幾納米什么意思：高K金屬柵極

　　在處理器量產(chǎn)中采用的45nm芯片生產(chǎn)工藝和同時(shí)提及的高K-金屬柵極有什么關(guān)系嗎?高K-金屬柵極到底是什么?為什么說(shuō)成功研制高K-金屬柵極并將之付諸量產(chǎn)是半導(dǎo)體業(yè)界里程碑式的技術(shù)變革和突破?

　　cpu幾納米什么意思：物理極限

　　我們天天說(shuō)45nm制程，但真正明白其含義的朋友恐怕并不多，這里我們首先來(lái)明確下這個(gè)概念。45nm(1μm=1000nm，1nm為10億分之一米)不是指的芯片上每個(gè)晶體管的大小，也不是指用于蝕刻芯片形成電路時(shí)采用的激光光源的波長(zhǎng)，而是指芯片上晶體管和晶體管之間導(dǎo)線(xiàn)連線(xiàn)的寬度，簡(jiǎn)稱(chēng)線(xiàn)寬。半導(dǎo)體業(yè)界習(xí)慣上用線(xiàn)寬這個(gè)工藝尺寸來(lái)代表硅芯片生產(chǎn)工藝的水平。早期的連線(xiàn)采用鋁，后來(lái)都采用銅連線(xiàn)了。

　　我們知道，處理器性能的不斷提高離不開(kāi)優(yōu)秀的核心微架構(gòu)設(shè)計(jì)，而芯片生產(chǎn)工藝的更新?lián)Q代是保證不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)的處理器變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)。每一次制作工藝的更新?lián)Q代都給新一輪處理器高速發(fā)展鋪平了大道。因?yàn)榫€(xiàn)寬越小，晶體管也越小，讓晶體管工作需要的電壓和電流就越低，晶體管開(kāi)關(guān)的速度也就越快，這樣新工藝的晶體管就可以工作在更高的頻率下，隨之而來(lái)的就是芯片性能的提升。

　　大家習(xí)慣了芯片生產(chǎn)工藝兩年一次的更新?lián)Q代，給大家的感覺(jué)好像是從65nm到45nm同以前從130nm到90nm，以及從90nm到65nm一樣沒(méi)有什么特別的。根據(jù)摩爾定律，就是每18個(gè)月，在同樣面積的硅片上把兩倍的晶體管“塞”進(jìn)去，從單個(gè)晶體管的角度來(lái)看，為了延續(xù)摩爾定律，我們需要每?jī)赡臧丫w管的尺寸縮小到原來(lái)的一半。現(xiàn)在的工藝已經(jīng)將晶體管的組成部分做到了幾個(gè)分子和原子的厚度，組成半導(dǎo)體的材料已經(jīng)達(dá)到了它的物理電氣特性的極限。最早達(dá)到這個(gè)極限的部件是組成晶體管的柵極氧化物——柵極介電質(zhì)，現(xiàn)有的工藝都是采用二氧化硅(SiO2)層作為柵極介電質(zhì)(圖1)。大家也把源極(Source)和漏極(Drain)之間的部分叫做溝道(Channel)，在柵極氧化物上面是柵極(Gate)。

　　晶體管的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是用兩個(gè)狀態(tài)表示二進(jìn)制的“0”和“1”。源極和漏極之間是溝道，當(dāng)沒(méi)有對(duì)柵極(G)施加電壓的時(shí)候，溝道中不會(huì)聚集有效的電荷，源極(S)和漏極(D)之間不會(huì)有有效電流產(chǎn)生，晶體管處于關(guān)閉狀態(tài)?？梢园堰@種關(guān)閉的狀態(tài)解釋為“0”，當(dāng)對(duì)柵極(G)施加電壓的時(shí)候，溝道中會(huì)聚集有效的電荷，形成一條從源極(S)到漏極(D)導(dǎo)通的通道，晶體管處于開(kāi)啟狀態(tài)，可以把這種狀態(tài)解釋為“1”。這樣二進(jìn)制的兩個(gè)狀態(tài)就由晶體管的開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)表示出來(lái)了。

　　我們可以把柵極比喻為控制水管的閥門(mén)，開(kāi)啟讓水流過(guò)，關(guān)閉截止水流。晶體管的開(kāi)啟/關(guān)閉的速度就是我們說(shuō)的頻率，如果主頻是1GHz，也就是晶體管可以在1秒鐘開(kāi)啟和關(guān)閉的次數(shù)達(dá)10億次。

　　從65nm開(kāi)始，我們已經(jīng)無(wú)法讓柵極介電質(zhì)繼續(xù)縮減變薄，而且到45nm，晶體管的尺寸要進(jìn)一步縮小，源極和漏極也靠得更近了，如果不能解決柵極向下的漏電問(wèn)題以及源極和漏極之間的漏電問(wèn)題，新一代處理器的問(wèn)世可能變得遙遙無(wú)期。