Altera i TSMC rozpoczynają produkcję w 45nm

Obie firmy rozpoczęły pracę nad tą technologią w 2005 roku. Altera i TSMC współpracują ze sobą od ponad 12 lat, głównie przy wytwarzaniu układów FPGA. Efektem tego było m.in. opracowanie rodziny układów FPGA Cyclone III o niskim poborze mocy. Były one wytwarzane w dwóch fabrykach TSMC na płytkach podłożowych o średnicy 300mm w procesie technologicznym 65nm. TSMC, największy światowy producent półprzewodników, konsekwentnie wprowadza technologie nowej generacji w dwuletnich odstępach czasu. Każda z nich charakteryzuje się zmniejszeniem powierzchni układów niemal o połowę oraz poprawą wydajności działania w zakresie od 30% do 50%, przy zachowaniu podobnych parametrów związanych z prądami upływu. Po rozpoczęciu produkcji w wymiarze 45nm, firma planuję podjąć prace badawcze nad technologią 22nm, a także kontynuacje programu rozwojowego 32nm. Przedstawiciele firmy zapewniają, że TSMC będzie gotowy do produkcji w wymiarze technologicznym 32nm w czwartym kwartale 2009 roku.

Cechy technologii

Wśród głównych zalet procesu technologicznego 45nm należy wymienić przede wszystkim zmniejszone zużycie energii oraz mniejszy koszt produkcji w przeliczeniu na płytkę. Ma to duże znaczenie szczególnie w przypadku układów przeznaczonych do urządzeń elektroniki przenośnej. Gotowe produkty powinny odznaczać się większą funkcjonalnością, o 40% mniejszym rozmiarem płytki oraz znacznie mniejszym zużyciem energii. Według przedstawicieli TSMC, układy wytwarzane w tej technologii będą się także odznaczały poprawą szybkości działania o 30%. Według zapewnień, już we wrześniu 2007 r. linia w technologii 45nm była gotowa do wstępnej produkcji. Podobnie jak to miało miejsce przy 65mm, najpierw przedstawione będzie rozwiązanie zoptymalizowane na niski pobór mocy, po czym firma wprowadzi procesy standardowe oraz przeznaczone dla układów wysokiej wydajności.

Strategiczne partnerstwo

TSMC ogłosiło opracowanie procesu technologicznego w wymiarze 65nm dwa lata temu. Początkowo przedstawiono wersję zoptymalizowaną na niski pobór mocy, po czym zaprezentowano układy przeznaczone do szybkiej pracy. Proces ten wymagał użycia nowopowstałych technologii, takich jak krzem z rozciągniętą siatką krystaliczną (strained silicon), dielektryków o niskim współczynniku k (low-k dielectrics) oraz miedzianych połączeń. Wszystkie te rozwiązania znajdą zastosowania przy produkcji w wymiarze technologicznym 45nm, jednak w tym przypadku przed firmą stają nowe wyzwania. Większa liczba tranzystorów na płytce, a przez to ich o wiele większe upakowanie, sprawia, że upływy prądu przez bramkę tranzystora stają się poważnym problemem. W przypadku technologii 45nm, gęstość upakowania tranzystorów wzrasta dwukrotnie, co pozwoli to umieścić 500 milionów tranzystorów na powierzchni 70mm2. Innym problemem jest napięcie zasilania, przyjmujące wartości w zakresie od 0,9V do 1V. Przedstawiciele firmy Altera twierdzą, że pokonanie tych barier może być dokonane tylko przy ścisłej współpracy z TSMC. Od dawna przekonują oni, że strategiczne partnerstwo z TSMC jest jedną z przyczyn sukcesu produktów oferowanych przez firmę. Ponadto, przy procesie technologicznym w wymiarze 32nm, partnerstwo to w przyszłości może jeszcze bardziej nabrać na znaczeniu. Jest to spowodowane przede wszystkim kosztami prac badawczych, które są o 50% wyższe z każdą nową generacją układów. Dlatego przedstawiciele firmy zapowiedzieli, że Altera w przyszłości przyjmie model działalności oparty na współpracy z jednym producentem półprzewodników.

Jacek Dębowski