Круглый стол с Марком Бором (Mark Bohr), старшим заслуженным исследователем Intel


Марк Бор (Mark Bohr)

- Марк, как сегодня в Intel обстоят дела с производственными инновациями?

- Мы очень рады тому, что 45-нанометровая технология, заявленная в 2007 г., успешно внедрена. Как вы помните, в процессорах, созданных в соответствии с ней, была впервые радикально решена проблема уменьшения токов утечки (благодаря использованию транзисторов с металлическими затворами и диэлектрика Hi-K). На последнем Форуме Intel для разработчиков (IDF 2009) в Сан-Франциско президент Intel Пол Отеллини сообщил, что к настоящему времени мы продали более 200 млн. процессоров, созданных на основе 45-нанометровых технологических норм. На сегодняшний день мы уже освоили промышленное производство чипов по 32-нм технологии. В новых процессорах, создаваемых в соответствии с ней, используются транзисторы с металлическим затвором и Hi-K диэлектриком второго поколения. Первый из чипов, выпущенных по новой технологии, носит кодовое наименование Westmere. Он прошел требуемую серфитикацию, будет производиться на заводах в Орегоне и Аризоне и появится в продаже в конце 2009 г. Всего Intel планирует задействовать для 32-нанометрового техпроцесса четыре фабрики. Сейчас мы готовимся покорить уровень 22 нм. В первый день IDF 2009 Пол Отеллини представил публике первые промышленные образцы чипов памяти SRAM, изготовленные по этой технологии. Они были сделаны всего несколько недель назад и полностью работоспособны.

- В чем заключаются сложности 22-нм технологии?

- При уменьшении размеров чипов возникают проблемы с литографией, с изменением физических размеров наноэлементов микросхем - несмотря на это все компоненты должны работать исправно. Уже на этапе освоения 32-нанометровых норм мы были вынуждены перейти от "сухой" литографии к иммерсионной, особенно при печати некоторых критических слоев (для большинства остальных используется традиционная литография). В 22-нм технологии иммерсионный принцип используется для большего числа слоев и в ряде случаев используется двойная экспозиция - это было применено впервые. Другая проблема - борьба с токами утечки при уменьшении размеров. Недостаточно просто уменьшить размер транзистора - нужно не потерять при этом в производительности. Нам приходится постоянно придумывать новые подходы для того, чтобы одновременно решить задачу уменьшения физических размеров логических элементов и сохранения и даже повышения их быстродействия. Одним из решений является переход к новому поколению металлических затворов и диэлектрика Hi-K, а также улучшения методов создания наряженного кремния.

- Используете ли вы по-прежнему фазовые маски?

- Да, мы используем их так же, как и в 32-нанометровой технологии. Intel перешла к применению таких масок уже в ходе освоения 65-нм технологического процесса. Они, как правило, до сих пор используются для печати лишь некоторых слоев, в то время как для остальных годятся и обычные бинарные маски.

- Насколько возросла стоимость комплекта литографических масок при переходе от 45-нм техпроцеса к 32-нм?

- Intel производит литографические маски самостоятельно, мы не приходим за ними в магазин. В разработку вовлечены люди из разных подразделений, и очень сложно подсчитать реальную стоимость. Но она действительно очень высока.

- Сколько времени требуется для создания набора масок при переходе на следующий уровень производственной технологии?

- Нелегко ответить на этот вопрос односложно. Иногда требуется лишь пара недель, а иногда - месяц. Но этот период никогда не исчисляется несколькими днями. В любом случае, для расчета конфигурации масок нами используются ресурсы самых крупных вычислительных кластеров.

- Что происходит с освоением литографии на основе мягкого рентгеновского излучения (EUV)?

Марк Бор (Mark Bohr)

- Могу сказать, что это совершенно новая, революционная технология, при использовании которой для облучения слоя применяется излучение длиной воны 13,5 нм (в стандартном процессе -193 нм). Внедрение EUV требует перехода от просвечивающей оптики к отражающей, поскольку нет материалов, прозрачных для волн столь малой длины. Поэтому важнейшей проблемой остается создание эффективно работающих зеркал, а это крайне непросто. Другая преграда - потребность в мощном и стабильном источнике излучения - его уже в течение ряда лет пытаются создать многие компании. Intel чрезвычайно заинтересована в освоении EUV, поскольку эта технология позволит нам намного уменьшить размеры логических элементов микросхем, однако, до торжества EUV пока еще слишком далеко: много нерешенных проблем, и сам процесс явно не готов к освоению.

- Какая литография будет использована Intel в новых производственных процессах?

- Для 22- и 15-нм технологий (следующих шагов в эволюции процессоров) будет использоваться иммерсионная литография с двойной экспозицией. Для 11-нм технологии, я надеюсь, мы сможем использовать и EUV. Хотя некоторые специалисты склонны полагать, что можно продлить жизнь иммерсионного метода с использованием источников излучения длиной волны 193 нм еще на несколько лет, я лично не убежден в этом.

- Когда наступит предел миниатюризации с использованием кремния, каково ваше личное мнение?

- В Орегоне у нас работает особая группа исследователей, занимающаяся этой проблемой. О ней, в частности, упоминал в своем докладе на IDF 2009 вице-президент Intel Боб Бейкер. Один из возможных кандидатов на замещение кремния - полупроводники групп III-V периодической системы элементов Менделеева (в том числе, на основе арсенида галлия). В любом случае, процесс исследований в этом направлении занимает очень продолжительное время, но мы активно сотрудничаем с рядом лабораторий в нескольких университетах.

- Когда, по вашему мнению, наступит предел действия закона Мура?

- Как минимум 20 лет регулярно появляются предсказания ограничений этого эмпирического правила. Однако инженеры Intel в сотрудничестве со специалистами из университетов и индустрии каждый раз находят решения возникающих перед ними задач. Мы все помним, что некогда утверждалось, что пределом миниатюризации станет невозможность дальнейшего уменьшения толщины слоя диоксида кремния в подзатворном диэлектрике, но мы заменили его диоксидом гафния, проблема перестала существовать. Некоторые эксперты утверждали, что дальнейший прогресс невозможен без использования EUV - наши специалисты доказали, что возможно и это. Стоит ли говорить об остальном? Я не вижу здесь проблем, неразрешимых для читателей - ведь это чисто инженерные задачи, которые в состоянии решить специалисты.

- Как обстоят дела с переходом на кремниевые подложки диаметром 450 мм?

- Intel очень заинтересована в этом и уже договорилась с Samsung и TSMC о соответствующем партнерстве. Совместно мы предложили в 2012 г. начать использование пластин нового, большего диаметра. Однако в связи с глобальным экономическим спадом все стали ограничены в ресурсах. В настоящее время мы ведем переговоры по этому вопросу, и я надеюсь, что после окончания рецессии процесс активизируется. Еще раз повторю: интерес Intel к этому очень высок.

- Не могли бы вы более подробно рассказать о влиянии квантовых эффектов на работу современного транзистора?

- Эти эффекты чрезвычайно важны и очень интересны в плане обеспечения работы транзистора в условиях наноразмеров активной области. В частности, они определяют процесс рассеяния электронов в канале. Кроме того, квантовое туннелирование через прежний подзатворный диэлектрик явилось причиной внедрения диэлектрика Hi-K.

- Intel - лидер в производстве процессоров. Есть ли у корпорации какие-то пожелания к производителям оборудования для изготовления микросхем? Не собирается ли Intel, находясь на переднем крае, заняться таким производством, чтобы обеспечить собственные потребности?

- Нет мы не собираемся становиться производителями такого оборудования, но кооперация с компаниями в этой сфере действительно имеет место; они изучают и учитывают наши пожелания.

Спасибо Михаилу Рыбакову за организацию круглого стола.




Дополнительно

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.