Chip, Intel prepara l'avvento dei 22nm

Quasi completata la messa a punto di una nuova tecnologia di stampa dei circuiti elettronici, l'Extreme Ultraviolet Lithography, che permetterà di costruire chip a 22nm e raddoppiare l'attuale numero di transistor

Roma - Durante la recente serie di eventi Research@Intel, dove BigI ha illustrato i suoi più importanti progetti di ricerca, si è discusso della futura tecnica Extreme Ultraviolet Lithography (EUV), che permetterà ad Intel di produrre chip con circuiti di dimensioni inferiori ai 32 nanometri. La EUV rimpiazzerà la Immersion Lithography (IL), che Intel utilizzerà anche per la produzione delle sue imminenti CPU a 32 nm.

I microchip sono "stampati" con un processo detto fotolitografia, una tecnica concettualmente simile alla serigrafia ma che utilizza la luce - per la precisione, una radiazione ultravioletta - invece dell'inchiostro.

La fotolitografia trasferisce i diversi schemi di circuito su un wafer di silicio proiettando un raggio uniforme di luce laser attraverso una maschera e facendolo convergere in seguito sul materiale fotosensibile di cui è rivestito il wafer di silicio. Successivamente si giunge al disegno finale del circuito attraverso sviluppo, etching (rimozione chimica) e deposito dei materiali. Per produrre un comune processore o chip di memoria possono essere necessarie decine di cicli di fotolitografia.
Nel corso degli anni il settore ha sviluppato circuiti sempre più piccoli, il che solitamente ha comportato componenti elettroniche più piccole, più veloci e meno costose, mediante l'utilizzo di lunghezze d'onda di luce sempre più piccole, lenti più potenti e più di recente l'inserimento tra la lente finale e il wafer di silicio di un liquido (semplice acqua, ad esempio) che consente di ottenere un grado di risoluzione ancora maggiore.

Finora non era noto se il settore sarebbe stato in grado di continuare ad adattare questa tecnica ottica a immersione e produrre linee ben definite inferiori ai 32 nanometri. Si riteneva che i nuovi materiali necessari per produrre pattern di queste dimensioni fossero incompatibili tra di loro o potessero produrre unicamente disegni poco chiari e non ben definiti. Di conseguenza negli ultimi anni sono stati presi in esame dei progetti di riserva che prevedevano, per il futuro, il passaggio a metodologie produttive drasticamente diverse ma molto più costose le quali utilizzano speciali raggi X, detti EUV (Extreme Ultra-Violet), e specchi a multistrato invece che laser e lenti.

La EUV utilizza per l'appunto una serie di specchi per indirizzare la luce con una lunghezza d'onda di 13,5 nanometri e stampare geometrie di dimensioni inferiori a 45 nm. Circa 20 volte più piccola di quella impiegata nell'attuale tecnica litografica.

In accordo con la famosa Legge di Moore, secondo la quale le performance e il numero di transistor dei processori raddoppiano ogni 18 mesi, la EUV consente in teoria di produrre processori con velocità superiori a 10 GHz e chip con capacità di storage decisamente superiori rispetto a quelli attualmente disponibili.

Inizialmente Intel dovrebbe impiegarla per fabbricare chip a 22 nm, la cui produzione è prevista tra il 2012 e il 2013. Attualmente la messa a punto della tecnica EUV è in fase avanzata, ma Intel sottolinea come tutti i test fino ad oggi siano stati fatti unicamente in laboratorio.

Il problema che si pone ai progettisti è che al diminuire delle dimensioni dei transistor aumenta in modo sostanziale la dispersione di corrente elettrica, un fattore che costringe i produttori ad alimentare i chip con voltaggi sempre maggiori e, di conseguenza, ad innalzare i consumi. Una parziale soluzione a questo problema, nel campo delle CPU, è stato il passaggio alle architetture multi-core, che permettono di incrementare le performance senza necessariamente innalzare la frequenza di clock.

Da decenni l'industria dei semiconduttori continua a ridurre le dimensioni dei circuiti per migliorare le prestazioni e le funzionalità dei chip e dei prodotti in cui sono integrati. Tuttavia i chip in silicio si stanno ormai avvicinando ai limiti dimensionali di singoli atomi e molecole, e pertanto la fine dei chip al silicio appare ormai sempre più vicina. Tecnologie come quella EUV promettono di estendere la validità della Legge di Moore per un altro decennio, ma è assai probabile che entro il 2020 tutti i maggiori produttori di chip dovranno migrare verso una qualche alternativa al silicio. Più lontano, all'orizzonte, si intravedono anche chip bioelettronici, nanofotonici e quantistici.
22 Commenti alla Notizia Chip, Intel prepara l'avvento dei 22nm
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  • cit.
    "la EUV consente in teoria di produrre processori con velocità superiori a 10 GHz e chip con capacità di storage decisamente superiori rispetto a quelli attualmente disponibili."

    Sbaglio o i famosi 10ghz di limite teorico massimo erano stati già sbandierati all'uscita di quel pacco di cpu chiamata Pentium 4?

    imho con questo nuovo processo produttivo sarà già un miracolo se riusciranno ad arrivare a 4/5ghz
    lroby
    5311
  • > Sbaglio o i famosi 10ghz di limite teorico
    > massimo erano stati già sbandierati all'uscita di
    > quel pacco di cpu chiamata Pentium 4?
    >
    > imho con questo nuovo processo produttivo sarà
    > già un miracolo se riusciranno ad arrivare a
    > 4/5ghz

    i 10Ghz li avevano teorizzati a fronte di un processo produttivo a 7 nanometri... non sono ancora ai 22, dagli tempo Sorride
    non+autenticato
  • - Scritto da: attonito
    > i 10Ghz li avevano teorizzati a fronte di un
    > processo produttivo a 7 nanometri... non sono
    > ancora ai 22, dagli tempo Sorride

    ibm stando a wiki arriva a 5Ghz coi 65 nm, però è IBMOcchiolino
    -ToM-
    4532
  • Mha... io mi ricordo che i processori di qualche anno fa avevano frequenze più alte. Certo che un processore con l'attuale numero di transistor che vada a 10GHz sarebbe davvero un bel bolideSorride Vabbè che bisognerebbe anche avere ram a 5GHz o centinaia di mega di cache per andare 5 volte più veloci di come si va ora...

    A naso, io dico che la velocità di incremento delle prestazioni è destinata a diminuire finché non ci siano discontinuità tecnologiche significative.
    non+autenticato
  • "Il problema che si pone ai progettisti è che al diminuire delle dimensioni dei transistor aumenta in modo sostanziale la dispersione di corrente elettrica, un fattore che costringe i produttori ad alimentare i chip con voltaggi sempre maggiori e, di conseguenza, ad innalzare i consumi."
    Vorrei segnalare che questa frase non ha alcun senso: col diminuiredelle dimensioni vi sono problematiche di canale corto, che hanno effetto sulla corrente massima erogabile dal dispositivo, ma non ha alcun senso dire dispersione di corrente elettrica.
    Anzi, il canale corto costringe ad alimentare il dispositivo con tensioni sempre più basse in quanto il campo che si genera in un canale più corto, a parità di tensione, è molto maggiore, e rischia di rompere il dispositivo.
    Inoltre l'aumento delle potenze consumate deriva da una maggiore richiesta di corrente (i moderni processori consumano parecchi ampere, con una tensione che è ormai quasi sotto il volt)
    Diminuizione della tensione non vuol dire necessariamente diminuizione della potenza......
    non+autenticato
  • Infatti la potenza è misurata in watt (Volt * Ampere) e non in volt.
    Probabilmente l'articolista si è espresso male, voleva dire che ci saranno più problemi di dissipazione, infatti A PARITA' DI POTENZA, tensoni più alte danno un minor passaggio di corrente, e quindi meno problemi di surriscaldamento e dissipazione, invece essendo costretti a lavorare con tensioni così basse, la corrente che passa è maggiore con conseguenti problemi di dissipazione.
    non+autenticato
  • No, sono cose separate: con tensione più alta passa più corrente, ma l'aumento della potenza nei chip digitali è dovuto alla maggior densità di componenti: più dispositivi ci sono in un chip più questo dissipa in quanto la potenza dissipata non è nient'altro che la somma delle potenze dissipate da ogni dispositivo.....se non ci fosse stato un scaling delle tensioni di alimentazione consumerebbero ancora di più i chip....è proprio sbagliata tutta la frase, non c'è un fraintendimento.....si vede che chi ha scritto l'articolo non ha molte conoscenze di elettronica (o elettrotecnica forse dovrei dire)
    non+autenticato
  • - Scritto da: Andrea Albano
    > "Il problema che si pone ai progettisti è che al
    > diminuire delle dimensioni dei transistor aumenta
    > in modo sostanziale la dispersione di corrente
    > elettrica, un fattore che costringe i produttori
    > ad alimentare i chip con voltaggi sempre maggiori
    > e, di conseguenza, ad innalzare i
    > consumi."

    diminuisce la dimensione -> si può (é quello che si cerca, V^2 é brutto) e si deve abbassare la tensione -> aumenta in modo pauroso (non lineare) il subthreshold leakage tanto da superare il consumo dinamico

    fin qui tutto bene, ma dire che si aumenta la tensione proprio no, altrimenti chi te l'ha fatto fare? La soluzione sta nell'usare materiali differenti che riducono questo fenomeno (Intel -> high-k)


    se si fosse usato il termine inglese e conosciuto da tutti (con conoscenze nel campo, o con la possibilità di cercare in google), probabilmente non ci sarebbe stato questo problema, ma probabilmente qualcuno si sarebbe lamentato che si usano termini inglesi e che qui si parla italiano e che blah blah,...
    non+autenticato
  • Considera che al diminuire delle dimensioni ci si avvicina alle dimensioni delle impurità, sempre presenti nel silicio per quanto raffinato possa essere. La presenza di impurità di dimensioni relativamente importanti rispetto al voluto drogaggio del silicio fa sì che il materiale ad un certo punto non si comporti più come dovrebbe e che siano favorite le correnti indesiderate dovute appunto alla impurità. Ne consegue che il limite o tetto dimensionale sarà raggiunto abbastanza presto, prima di quanto teoricamente previsto. Personalmente ritengo che difficilmente si potrà scendere sotto i 16 nm in modo affidabile, a meno che non venga prodotto materiale ancora più puro di quanto si faccia adesso.
    non+autenticato
  • ogni 2-3 anni parte la megapippa "stiamo passando dall'attuale tecnologia X nanometri alla tecnologia X/1.5 nanometri".
    Ora, dato che tutti dicono che questi impianti di produzione costano MILIARDI di dollari, ce la fanno a produrre abbastanza per pagare le spese e guadagnare abbastanza per studiare le nuove tecnologie e ritagliarsi il loro margine di lucro?
    Evidentemente si (altrimenti non lo farebbero) pero' mi sfugge qualcosa.
    Non e' che 'sti balordi hanno GIA' nel cassetto la tecnologia per transistor, che so, a 1 nanometro ma se la tengono cara centellinando le migliorie per venderci ogni 2 anni nuova paccottiglia elettronica? il dubbio e' fortissimo.
    non+autenticato
  • è ovvio che la ricerca va avanti visto ceh per preparare una nuova tecnologia ci volgiono anni di ricerca poi anni di svuiluppo e poi anni per portarla alal produzione

    quindi oggi che producono a 45nm hanno in avanzata fase di sviluppo quella a 32 e nel frattempo stanno studiando quelle successive

    poi è ovvio che se oggi riescono ad avere un vantaggio tecnologico rispetto ai concorernti non lo usino subito sfruttando le tecnologie attuali per ritornare nell'investiment ofatto nelle fabbriche che è enorme

    comunque quello che scrivi "centellinando le migliorie per venderci ogni 2 anni nuova paccottiglia elettronica" è la normalita in un mercato libero.
    non+autenticato
  • Questa che in un mercato libero le aziende non si fanno concorrenza dove l'hai sentita? Io sapevo che si chiamava cartello. Ora non voglio dire che AMD e Intel facciano cartello... però qualche sospetto rimane sempre. Del resto duopoli e monopoli non sono esattamente esempi di mercati liberi.

    Per concludere "libero" non vuol senza regole. Queste sono teorie economiche ormai preistoriche. Un simpatico esempio è la sciagura finanziaria in atto. Le bahce hanno fatto un po' troppo le furbe e ora ce l'abbiamo nel c. tutti. Per la precisione, ce l'abbiamo 2 volte. La prima quando perdiamo il lavoro o cmq dobbiamo tirare la cinghia. La seconda quando con le notre tasse i governi riempiono i buchi che le bache hanno fatto.
    non+autenticato
  • - Scritto da: attonito

    > Non e' che 'sti balordi hanno GIA' nel cassetto
    > la tecnologia per transistor, che so, a 1
    > nanometro ma se la tengono cara centellinando le
    > migliorie per venderci ogni 2 anni nuova
    > paccottiglia elettronica? il dubbio e'
    > fortissimo.

    infatti è così....altrimenti come si fa a superare ostacoli tecnologici e spesso teorici con una precisione svizzera
  • Non diciamo cavolate per favore....le problematiche che ci sono dietro lo sviluppo di una tecnologia nuova sono complessissime.....il fatto che si sta seguendo da parecchi anni la legge di moore è solo perchè ha dato un obiettivo di sopravvivenza per le case produttrici: chi ce la fa a seguire la legge sopravvive, chi non ce la fa fallisce....non a caso sono rimaste 4 factory al mondo in grado di produrre i 45 (o 40) nanometri.....
    non+autenticato
  • - Scritto da: Andrea Albano
    > Non diciamo cavolate per favore....le
    > problematiche che ci sono dietro lo sviluppo di
    > una tecnologia nuova sono complessissime.....il
    > fatto che si sta seguendo da parecchi anni la
    > legge di moore è solo perchè ha dato un obiettivo
    > di sopravvivenza per le case produttrici: chi ce
    > la fa a seguire la legge sopravvive, chi non ce
    > la fa fallisce....non a caso sono rimaste 4
    > factory al mondo in grado di produrre i 45 (o 40)
    > nanometri.....
    quella di Moore e' una mera PREVISIONE, no e' una legge.
    tanto e' vero che fanno salti mortali tecnologici per starle dietro.
    non+autenticato
  • Per me avevano già tutto ai tempi di Moore, cosicchè Moore potesse scrivere la sua legge e dire quando rilasciare ogni briciolo di tecnologia, un po' tipo la psicostoria -> http://it.wikipedia.org/wiki/Psicostoria di Asimov, dove il tizio ha lasciato delle regole su come condurre l'umanità per superare il "medioevo spaziale" e regnare sovrana nella galassia, regole centellinate a distanza di migliaia d'anni tra un'apparizione e l'altra dell'ologramma che le propinava ai sommi esponenti dell'umanità
    Wolf01
    3342
  • Beh.....io studio ingegneria elettronica, e, anche se non sono un dispositivista, ho studiato abbastanza lo sviluppo storico che ha portato all'attuale tecnologia e ti posso assicurare che solo 15 anni fa non si immaginavano neanche lontanamente tutte le problematiche che ci sono a queste lunghezze di canale.....senza contare che non esistevano neanche i laser necessari per le litografie.....se poi è tutto un pour parler allora me ne tiro fuori....c'è anche chi sostiene che l'uomo non è andato sulla luna o che ci sono le scie chimiche.....
    non+autenticato
  • Bhe... io sono solo un perito elettronico e lo dicevo per scherzareSorride
    Wolf01
    3342
  • ...La EUV utilizza per l'appunto una serie di specchi per indirizzare la luce con una lunghezza d'onda di 13,5 manometri e stampare geometrie...

    Nanometri, non manometri...Sorride
  • ..... omg
    non+autenticato
  • Poi se sono UV, non sono raggi X, che partono dai 10nm in giù.
    Anche se siamo proprio al limite.
    Funz
    12995
  • io sapevo poi che intel non utilizzasse la litografia a immersione perchè non gli sarebbe convenuto aggiornare tutti i macchinari per farla.
    amd sò ce usa quella tecnologia
    non+autenticato