Teknụzụ Mmepụta Chip 5nm na ekwentị mkpanaaka
Mmepe nke ekwentị mkpanaaka n'ime afọ iri gara aga nwere njikọ siri ike na ọganihu na teknụzụ semiconductor. Otu ihe dị mkpa a na-akpọkarị na mwepụta chipset ọhụrụ bụ "mmepụta 5nm." Okwu a na-ezo aka na usoro mmepụta chip site na iji teknụzụ lithography dị oke oke, na-enye ohere ka e tinye ọtụtụ transistors n'ime obere mpaghara silicon. Nke a emetụtala arụmọrụ ekwentị, arụmọrụ ike, ịdị mma igwefoto kọmputa, na ọbụna ikike ọgụgụ isi artificial (AI) na ngwaọrụ. Mana gịnị kpọmkwem ka "5nm" pụtara, kedu ka e si emepụta chip 5nm, gịnịkwa mere teknụzụ a ji dị mkpa nye ụlọ ọrụ ekwentị mkpanaaka?
Gịnị bụ mmepụta 5nm?
"5nm" (nanometer) dị na chips nke oge a bụ akara maka mmepụta usoro mmepụta ihe, ọ bụghị naanị nha anụ ahụ nke otu ihe, dịka ogologo ọnụ ụzọ transistor. N'oge chip nke taa, a na-aghọta ọnụọgụ nanometer nke ọma dị ka ihe nrịbama nke njupụta na ọganihu nke node usoro ahụ. Ka node ahụ pere mpe, otú ahụ ka ọnụọgụ transistor dị elu kwa square milimita, otú ahụ ka oriri ike na-ebelata maka otu arụmọrụ ahụ, na arụmọrụ ka elu maka otu oriri ike ahụ.
N'ime mmepụta 5nm, ụlọ ọrụ mmepụta ihe dịka TSMC na Samsung Foundry mere atụmatụ transistor, nhazi, na usoro lithography iji belata atụmatụ dị mkpa na njikọ dị obere. N'ihi ya, chips nwere ike ịghọ ihe mgbagwoju anya karịa na-enweghị ịbawanye nha nke die, ma ọ bụ n'aka nke ọzọ, enwere ike idobe nha nke die ebe ọ na-eme ka ike nhazi dịkwuo elu.
Gịnị mere 5nm ji dị mkpa maka ekwentị mkpanaaka?
Ekwentị mkpanaaka bụ ngwaọrụ nwere oghere dị warara na oke okpomọkụ. Batrị pere mpe, oyi anaghị arụ ọrụ nke ọma, ndị ọrụ na-achọkwa arụmọrụ dị elu maka egwuregwu, ọtụtụ ihe, ndekọ vidiyo dị elu, na nhazi AI n'oge. 5nm node nwere uru atọ dị mkpa:
1. Ike ka mma: Site na obere transistors, enwere ike ibelata voltaji ọrụ, enwere ike ijikwa mmiri na-agbapụta, a pụkwara ibelata ike dịka ntuziaka si dị. Nke a na-enyere aka ịgbatị ndụ batrị.
2. Arụmọrụ ka mma: Njupụta transistor dị elu na-enye ohere maka ọtụtụ isi CPU, mmelite GPU, mmụba cache, na ngwa ngwa AI dị ike karị.
3. Atụmatụ ndị ọzọ n'otu mgbawa: Enwere ike ijikọta ọtụtụ ngọngọ dịka ISP (ihe nhazi ihe mgbaàmà onyonyo), NPU (nkeji nhazi akwara), modem, ihe ntinye vidiyo/decoder, na sistemụ nchekwa nke ọma.
Ọ bụ ya mere e ji eji chips 5nm eme ihe n'ọtụtụ ekwentị, ọkachasị iji hụ na arụmọrụ kachasị elu na-eme ka ngwaọrụ ahụ kpoo ọkụ ngwa ngwa.
Nchịkọta Dị Mkpirikpi nke Usoro Mmepụta Chip 5nm
Ịmepụta chip bụ usoro dị ogologo ma dị mgbagwoju anya, nke chọrọ ihe owuwu dị oke ọnụ ahịa nke ijeri dollar. N'ozuzu ya, a na-emepụta chip 5nm site na usoro ndị a:
1. Nhazi na nhazi sekit
Ụlọ ọrụ ndị na-emepụta chip (dịka Apple, Qualcomm, MediaTek, ma ọ bụ Samsung System LSI) na-emepụta usoro nhazi nke CPU, GPU, NPU, modem, na ihe ndị ọzọ. A na-atụgharịzi atụmatụ ndị a ka ọ bụrụ nhazi anụ ahụ dị njikere maka mmepụta, nke zuru oke na ụzọ njikọ na akwa ígwè.
2. Mmepụta wafer silicon
Wafer bụ diski dị ogologo nke nwere silicon dị ọcha (nke na-adịkarị 300 mm). A na-eme ka elu ya dị nro nke ukwuu, n'ihi na ezughị okè ọ bụla nwere ike imetụta ngwaahịa ikpeazụ.
3. Mbelata na mkpuchi (mkpuchi dị gịrịgịrị)
A na-etinye ọtụtụ ihe dị iche iche (oxides, nitrides, metals) n'ime akwa dị gịrịgịrị. Okpukpu ọ bụla nwere ọrụ pụrụ iche, dị ka ihe mkpuchi, ihe nduzi, ma ọ bụ ihe mkpuchi.
4. Fotolithography
Nke a bụ isi ihe a na-ejikarị eme ihe na "nm." A na-atụ anya usoro sekit n'elu wafer site na iji ìhè site na ihe mkpuchi ihu. Na 5nm, ụlọ ọrụ ahụ na-adabere na EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) maka ụfọdụ akwa dị mkpa, ebe ogologo ogologo EUV dị mkpụmkpụ na-enye ohere maka mbipụta ụkpụrụ dị nkọ karịa lithography DUV nkịtị.
5. Ịkpụcha ihe na itinye ion n'ime ihe
Ozugbo e guzobere ụkpụrụ ahụ na fotoresist ahụ, a na-akpụpụta ebe ụfọdụ iji mepụta nhazi ahụ. A na-eji itinye ion eme ihe iji "dope" silicon ahụ, na-emepụta mpaghara p- na n-phase na transistor iji chịkwaa ọkụ eletrik.
6. Nhazi nke transistors na njikọ
Na 5nm node, transistor ka na-eji teknụzụ FinFET (fin field-effect transistor). Nhazi "fin" ahụ na-eme ka njikwa ọnụ ụzọ ámá dịkwuo mma, na-enyere aka ibelata ntapu mmiri ma na-eme ka arụmọrụ dịkwuo mma.
7. Usoro na nyocha
N'oge usoro a niile, a na-eji ngwa dị oke nkenke arụ ọrụ nha na nyocha siri ike iji hụ na nha ndị ahụ ruru ụkpụrụ ebumnuche. Na nha nanometer, ọbụlagodi obere mgbanwe nwere ike ibelata mmepụta (pasent nke chips na-aga nke ọma).
8. Ịkpụcha ihe, ịchacha ihe, na nnwale
A na-ebipụ wafer ahụ n'ime ihe e ji ehicha ihe (chips nke ọ bụla) wee jikọta ya na ngwugwu. Maka ekwentị mkpanaaka, nkwakọ ngwaahịa dị elu dịka PoP (Ngwugwu-na-Ngwugwu) ma ọ bụ sistemụ njikọta ndị ọzọ na-enyere aka ịchekwa oghere ma melite arụmọrụ mgbaàmà. A na-eme nnwale ọrụ na ịdị mma.
Ọrụ nke EUV na 5nm Node
EUV bụ otu n'ime teknụzụ ndị bụ isi na-eme ka 5nm dịkwuo irè maka mmepụta oke. Na nodes ochie, ibipụta obere ụkpụrụ site na iji DUV chọrọ usoro nhazi ọtụtụ ihe dị mgbagwoju anya - ibipụta ụkpụrụ ugboro ugboro maka otu oyi akwa. Nke a mụbara ọnụ ahịa, oge, ma mụbaa ihe egwu nke ntụpọ.
Site na EUV, enwere ike ibipụta ụfọdụ oyi akwa dị mkpa ozugbo, na-ebelata mgbagwoju anya usoro. Agbanyeghị, EUV dịkwa oke ọnụ ma sie ike: isi iyi ọkụ EUV siri ike idozi, optics na-eji enyo pụrụ iche (n'ihi na iko nkịtị na-amịkọrọ EUV), usoro ahụ dum na-emekwa n'ime oghere.
Mmetụta nke 5nm na Arụmọrụ na Ahụmịhe Onye Ọrụ
Maka ndị na-eji ekwentị mkpanaaka, 5nm abụghị naanị ọnụọgụ ahịa. Enwere ike ịhụ mmetụta ya n'ọtụtụ ụzọ:
- Arụmọrụ CPU na GPU: Egwuregwu dị arọ nwere ike ịgba ọsọ na ọnụego etiti kwụsiri ike, ngwa mmepụta na-azakwa nke ọma.
- Foto kọmputa: ISP dị ike karị na-eme ka HDR dị ngwa ngwa, belata mkpọtụ ka mma, na nhazi abalị ka mma.
– AI dị na ngwaọrụ: NPU dị ngwa ngwa na-eme ka atụmatụ dị ka njirimara okwu, ntụgharị asụsụ na-anọghị n'ịntanetị, nhọrọ ihe foto, na mmetụta vidiyo n'oge dị adị dịkwuo mma.
– Arụmọrụ batrị: Site na obere oriri ike, ngwaọrụ ahụ nwere ike ịdịte aka, ọkachasị maka ihe omume dịka nkwanye ugwu, nchọgharị, ma ọ bụ nchekwa.
Agbanyeghị, ọ dị mkpa ịghọta na arụmọrụ ikpeazụ anaghị adabere naanị na node ahụ. Nhazi ụlọ (dịka ọmụmaatụ, nhazi isi CPU), njikwa ike, firmware, na nhazi sistemụ arụmọrụ dịkwa oke mkpa.
Ihe ịma aka nke Chip 5nm: Okpomọkụ, Ọnụ ego, na Mmepụta
Ka ngọd ahụ pere mpe, otú ahụ ka usoro ahụ si dị mgbagwoju anya. Ihe ịma aka ndị a na-ahụkarị na 5nm gụnyere:
1. Njikwa okpomọkụ
Arụmọrụ dị elu n'ebe dị iche iche nwere ike ime ka okpomọkụ dịkwuo elu. Ekwentị mkpanaaka na-adabere na oyi nkịtị, yabụ nhazi chip ga-arụ ọrụ nke ọma iji gbochie nkụchi ngwa ngwa.
2. Ọnụ ego mmepụta na-abawanye
Igwe EUV na usoro mmepụta ihe dị elu dị oke ọnụ. Nke a na-eme ka ọnụ ahịa wafer na ọnụ ahịa kwa chip dịkwuo elu, nke na-emetụtakarị ọnụ ahịa ngwaọrụ ọkọlọtọ.
3. Mgbanwe nke mmepụta na usoro
N'obere nha, mgbanwe mmepụta na-esiwanye ike ijikwa. Mmepụta na-aghọ ihe dị mkpa: mmụba nke mmepụta, otú ahụ ka ọnụ ahịa kwa mgbawa ejiri mee ihe na-ebelata.
Ọdịnihu Mgbe 5nm gasịrị
Ọgbọ ndị mgbe 5nm gasịrị na-aga na 4nm, 3nm, na karịa, yana mmụba nke njupụta transistor na arụmọrụ. Ụlọ ọrụ ahụ na-agbanwekwa site na FinFET gaa na transistor ọgbọ na-esote dịka GAAFETs (Gate-All-Around FETs) na ụfọdụ nodes, nke na-enye njikwa ọwa ka mma. Ọzọkwa, ụzọ "karịrị shrink" na-enwetakwa mkpa, dị ka chiplets, stacking 3D, na nkwakọ ngwaahịa dị elu iji melite arụmọrụ karịa shrink node.
Mmechi
Teknụzụ mmepụta chip 5nm nke eji eme ihe na ekwentị mkpanaaka bụ nnukwu ihe dị mkpa na ụlọ ọrụ semiconductor, na-ejikọta imewe transistor dị elu, usoro lithography nke oge a (gụnyere EUV), na njikwa nrụpụta ziri ezi nke ukwuu. Maka ndị ọrụ, 5nm na-eweta arụmọrụ ka mma, arụmọrụ ike ka mma, yana ọbụna ike AI na igwefoto kọmputa dị ike karị. N'agbanyeghị nnukwu ọnụ ahịa na ihe ịma aka, node 5nm bụ ntọala dị mkpa na-akwalite ihe ọhụrụ na ekwentị mkpanaaka, na-emeghe ụzọ maka ọgbọ ndị ga-abịa n'ọdịnihu nke obere usoro dị irè karị.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike ịgbanwe akụkọ a ka ọ dabara na ụdị edemede akụkọ, ụdị sayensị, ma ọ bụ tinye ihe atụ nke chipsets 5nm a ma ama yana ntụnyere dị mkpirikpi.
