Gyártástechnológiai ugrás
Az Intel a Prescott processzorokat – a Dothan kódnevű Pentium M-hez hasonlóan – 90 nanométeres technológiával gyártja. A nagyobb gyorsítótárak alkalmazását és az ismertetett további mikroarchitekturális fejlesztéseket a kisebb csíkszélesség bevezetése tette lehetővé, hiszen a 125 millió tranzisztort tartalmazó processzor 0,13 mikronos csíkszélesség mellett a gyártás gazdaságosságát ellehetetlenítő monstre magmérettel rendelkezett volna. Az áramkörök sűrítése terén azonban látványos munkát végeztek a vállalat mérnökei: a rendkívül magas tranzisztorszám ellenére a Prescott magmérete mindössze 1122. Összehasonlításként: a 20 millió tranzisztorral soványabb AMD Opteron processzor magmérete 1142 lesz 90 nanométeren. A miniatürizálási siker nem kis részben annak köszönhető, hogy az Intelnek sikerült a gyorsítótárak építőelemeit alkotó, 6 tranzisztorból álló SRAM memóriacellákat 1,15 u2-nyi területre sűrítenie – ez pedig rekordnak számít az iparágban.
A kisebb áramköri elemek kialakításához a vállalat először alkalmazott 193 nanométeres hullámhosszú fényt használó litográfiai berendezéseket, szemben a 0,13 mikronos gyártás során felhasznált 248 nanométeres eszközökkel. A félvezető áramkörök gyártása során ezekkel a berendezésekkel alakítják ki az áramkör rajzolatát hordozó maszkok átvilágításával a lapka egyes rétegeinek mintázatát, azaz magukat az áramköri elemeket.
Forrás: IBM Research
Sorozatgyártásban szintén a Prescott esetében alkalmazta először az Intel az IBM által kifejlesztett feszített szilícium (strained silicon) technológiát. Ennek – a tranzisztorok teljesítményét javító – megoldásnak a hátterében az a felismerés áll, hogy egyes ásványok atomjai természetüknél fogva idomulnak egymáshoz. Amennyiben szilíciumot helyeznek egy lazább atomi szerkezetű hordozóra (mint amilyen szilícium-germánium), a szilícium atomjai idomulnak a hordozóéihoz, és lazább szerkezetbe rendeződnek, így pedig a töltéshordozók akadálytalanabbul, gyorsabban áramolhatnak a csatornában. Az Intel adatai szerint a feszített szilíciumot használó tranzisztorok teljesítménye 10-20 százalékkal nő. Emellett a processzort alkotó egyes tranzisztorok kapuelektródáját nikkelszilicid sapkával látták el, ami – a gyártó állítása szerint – szintén elősegíti az elektronok szabadabb áramlását.
A Prescott tranzisztora
A Prescott áramköri elemei felett hét rétegben helyezkednek el az áramköri elemeket összekötő mikroszkopikus rézvezetékek; a Northwood esetében még hatrétegű huzalozást alkalmazott gyártó. A vezetékrétegek számának növelése ugyan bonyolultabbá teszi a gyártás folyamatát, de hozzájárul a magméret csökkentéséhez. A vezetékek szigeteléséhez korábban még nem alkalmazott alacsony k állandójú (low k) dielektrikumot, CDO-t (carbon-doped oxide-ot) használtak, amely a 0,13 mikronos gyártásnál használt SiOF (fluorine-incorporated silicon oxide) szigetelőréteghez képest közel 20 százalékkal csökkenti a kapacitív ellenállást. Íme egy közelkép a Prescott vezetékrétegeiről:
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
