45纳米加速起跑

    ZDNetChina服务器站 1月2日服务器芯片/组件分析  种种迹象表明，2007年是半导体行业一个收获颇丰的年景。根据Gartner最新统计数据，2007年全球半导体销售收入为2703亿美元，比2006年增长2.9%。但繁荣的外表下也有隐忧，市场竞争加剧、客户需求变幻莫测、赢利困难，工艺方面也正面临物理极限的挑战，半导体行业面临市场和技术层面的双重压力。

    接近年底，英特尔宣布45纳米工艺处理器量产，摩尔定律因而得以延续。日前，英特尔高级副总裁、数字企业事业部总经理帕特·基辛格来华，与本报执行总编辑孙定就半导体工艺的未来发展等话题展开了深入交流。

　　45纳米是新起点

　　在新的晶体管材料支持下，45纳米工艺又步入了延续摩尔定律的轨道，英特尔新的工艺和微处理器架构交叉升级模式正是这种趋势的一种反映。

　　孙定: 英特尔如期在今年11月份推出了45纳米工艺，你们之后的路线图是怎样的？在你们看来目前最大的挑战在什么地方？

　　基辛格: 我们目前仍然坚持每两年推出一个新的工艺制程，2007年是45纳米工艺，2009年是32纳米工艺，预计2011年将推出22纳米工艺。

　　半导体工艺进步面临着多方面的挑战，包括光刻工艺技术、晶体管材料和结构等方面。目前晶体管中漏电流问题十分严重，因此我们在45纳米工艺中采用了新的高-k铪基栅极介电质和金属栅极材料。新的45纳米工艺将晶体管开关速度提高了20%、切换功率降低了30%、栅极氧化层漏电率降低了10倍，处理器芯片的能效比继续得到了大幅度的提高。

　　孙定: 英特尔产品采用45纳米工艺的进程是怎样的？每两年交互升级微处理器架构和工艺到底是处于什么样的考虑？

　　基辛格: 我们第一批45纳米芯片于今年1月在英特尔美国俄勒冈州的D1D研发工厂制造，而英特尔位于亚利桑那州的Fab 32工厂成为了全球第一家大批量生产45纳米芯片的工厂。到2008年，我们位于新墨西哥州和以色列的另两家工厂也将陆续投入45纳米产品的生产。

　　我们现在采用Tick-Tock开发模式。每一“Tick”代表芯片压缩频率（beat rate），并对应着一个“Tock”，即新的处理器微体系架构。这样，英特尔在奇数年会推出采用更小、更先进制程的处理器，偶数年则推出新的微处理器架构。Tick-Tock开发模式使得我们每年都会有新的产品推出。

　　在这种模式下，明年将升级酷睿微架构到新的Nehalem微架构，2009年则是32纳米制程Nehalem内核的Westmere处理器，2010年，Gesher微架构将再次刷新Nehalem架构。

　　进入45纳米以后，技术难度加大，工艺上的集成变得非常重要，小小的疏忽有可能造成产品的失控而导致失败。让处理器架构和制造工艺交叉升级，总能保证微架构和工艺两者中有一个是比较成熟的，一旦出现问题容易定位，解决了处理器架构和工艺匹配的问题。

　　孙定: 与之前相比，生产工艺在提升处理器性能和功能方面的作用是否已经越来越大了？

　　基辛格: 我们开始45纳米的硅制程技术大约是一年前的时候，当时英特尔的工程师了解到我们在能耗还有处理器线路方面遇到一些问题，我们当时使用的材料已经用了40多年，所以在新的技术里面我们必须使用新的材料，早些时候我们向业界展示了采用这种新高-K材料的芯片Penryn。

　　通过使用高-k材料，我们可以继续实现每两年提高晶体管密度的一倍，这个和40年前摩尔定律预测的是一样的。这也使得芯片的尺寸减小了40%～50%，与此同时提高了缓存的数量。更重要的是它能使我们制造更便宜的产品，以前电脑是非常昂贵的，现在我们可以制造100～200美元的产品。