Bericht Chipfertigung: Was steckt hinter der EUV-Lithografie?

Hauptsache schneller und Stromsparender jedes Jahr, dann ist alles gut.

2030 gibts dann hoffentlich 5nm/128 cores/256 threads bei 50W für 299€
 
Ergänzend zur Frage "Wie werden Chips gefertigt" wäre noch ein Exkurs zu "Wie werden Chips designt" sehr cool :) Wie entscheidet man, dass man für Teil A des Chips 10 Millionen Transistoren, für den nächsten 500000, für den anderen 15,3 Millionen braucht/will/nutzen kann etc... Und wie plant man so ein Teil überhaupt? "Schaltdiagramme" mit sovielen Bauteilen sind da doch viel zu unhandlich? Kenne mich da genull nau aus!
Ja, man findet bestimmt was auf Youtube...
 
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@HardRockDude die Komponenten werden zunächst erdacht, in Logik gefasst und dupliziert, dann werden die Ausgänge und interkonnects gelegt und der Cache angebunden. Dabei helfen Algorithmen, da eine so komplexe schaltung bis ins kleinste Detail alleine nicht zu Stämmen ist.

Dann folgt erstmal eine simulation und erst dann wird sich über den Prozess der Herstellung Gedanken gemacht, dieser ist ja oftmals schon vorgegeben. Dann kommts zum ersten tape out und mit Glück rechnet das Ding richtig :D
 
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Jan schrieb:
Ich möchte @Colindo an dieser Stelle noch einmal ganz ausdrücklich für diesen Inhalt loben. Es war seine Idee, seine Umsetzung und nach etwas Austausch über den Entwurf auch seine Schleife dran. Ein Dank aber auch an @Volker für seinen Input.

Gratuliere! Wissenschaftlich fundierter Top-Artikel!

LG, Wr.
 
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Ich frag mich wie weit ein guter Schmied da mithalten könnte, nur weil heute niemand mehr den Hammer schwingen lassen will, sich eine 100 Millionen Euro teure Maschine kaufen? Also ich finde das muss auch billiger gehen. Theoretisch kann ein Schied durch ständiges Falten, das Ausgangsmuster ja auch bis in die einzelne Atomlage kopieren! Ein einfaches FPGA-Design mit ein paar Millionen Defekten ist doch so sicher hinzukriegen.

Dann gehen wir alle zum Schmied und bestellen und was ganz nach Maß, dass wäre es doch! :rolleyes:
 
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AshS schrieb:
Ich frag mich wie weit ein guter Schmied da mithalten könnte, nur weil heute niemand mehr den Hammer schwingen lassen will, sich eine 100 Millionen teure Maschine kaufen? Also ich finde das muss auch biliger gehen!
Ich bin mir nicht sicher ob das ernst gemeint ist aber wir reden hier von Nanometern :D ein Milliardstel Meter, also 10 mio mal dünner als ein Haar.

Was ist soll da ein Schmied mit Hammer? ^^
Ergänzung ()

Gute schmiede schaffen Zehntelmillimeter, also 10^-4 Meter. Da fehlt faktor hunderttausend
 
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PS828 schrieb:
Was ist soll da ein Schmied mit Hammer? ^^

Er brauch doch nur das vergrößerte Muster, also das eines FPGA Logikbausteins, mit jedem Faltvorgang wird das Muster dann im Werkstück in der Größe halbiert und die Lagen verdoppelt. Ein Ein japanisches Katana hat zum Beispiel 15 Falten mit 32768 Lagen in der Schneide. Das ist das Prinzip!
 
Super Artikel, vielen Dank. Das hat mich schon lange mal interessiert, war nur zu faul bei YT zu suchen.


PS828 schrieb:
Gute schmiede schaffen Zehntelmillimeter, also 10^-4 Meter. Da fehlt faktor hunderttausend

Das heisst, wir nehmen einfach hunderttausend Schmiede und dann... ;) :D
 
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AshS schrieb:
Er brauch doch nur das vergrößerte Muster, also das eines FPGA Logikbausteins, mit jedem Faltvorgang wird das Muster dann im Werkstück in der Größe halbiert und die Lagen verdoppelt. Ein Ein japanisches Katana hat zum Beispiel 15 Falten mit 32768 Lagen in der Schneide. Das ist das Prinzip!
Nein, einfach nein :D das funktioniert nicht so wie du es dir vorstellst.
 
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demonicron schrieb:
Magie ist Physik durch Wollen.
Muss man wissen.
Hahaha, jetzt hast mich erwischt :D

ich weiß garnicht mehr von wem das Zitat kommt aber das war doch so ein Verschwörungsheini
 
@PS828 Kannst Du das bitte in einen Zwei-Seiten-Artikel für CB kondensieren :D
 
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HardRockDude schrieb:
@PS828 Kannst Du das bitte in einen Zwei-Seiten-Artikel für CB kondensieren :D
Ich hab ne Rechtschreibschwäche, da wären die ersten 5 Kommentarseiten voll mit Fehlerkorrekturen :D ich kann das auch nur gründsätzlich erklären, im Detail weiß ich da auch nicht bescheid. Ich studiere Nanotechnologie und beschäftige mich eher mit der Herstellung und dem Prozess Ansich. Was ich da baue ist für den Prozess erstmal egal, die Maschinen bleiben gleich. Nur die Masken und die Gesamtzahl der Schritte verändert sich. ^^

Kurz gesagt: Logik arrays basieren alle auf gleichen schaltungen, aber die Reihenfolge (oder Anzahl) wie man sie ansteuert beeinflusst das Ergebnis.
Ergänzung ()

Außer ihr wollt mehr lesen zu Möglichkeiten der dotierung, metallisierung und den verwendeten Materialien. Das ist eher mein Gebiet :D im Kern bin ich zunächst erstmal der Materialwissenschaft verschrieben, die elektronik kam erst kürzlich dazu Dank Spezialisierung
 
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Vielen Dank für den tollen Artikel und auch die verlinkten Hintergrundinfos an CB.
Und direkt hinterher auch ein Lob an alle CB-Foristen hier im Thread. Interessante Erweiterungen zum Artikel!
 
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Saint81 schrieb:
Die "Glühbirne" und "Linse" für den "Fotoapparat" macht 90% der Kosten aus? 😮
Es ist eine sehr spezielle Glühbirne, die nur eine Firma der Welt fertigen kann, und bei den Linsen hat man Glück, dass es überhaupt etwas gibt, was man verwenden kann :D
Hier ist es tatsächlich eine absolute Rarität, dass man das ganze funktionsfähig kombiniert hat.
Khaotik schrieb:
Was ich mich aber frage: Warum ist eine so häufige Umlenkung der Strahlung erforderlich, bevor es auf die Wafer trifft? Generiert das nicht auch wiederum Verluste?
Die Spiegel haben eine Reflektivität von 60%-70%, also schon Verluste. Da war @PS828 nicht ganz korrekt. Man nutzt also nur so viele Spiegel wie absolut notwendig. Allerdings ist die Kontrolle darüber, wie das Licht auf die Maske und den Wafer fällt (Winkel, Ausleuchtung und Parallelität) so essentiell, dass man all die Spiegel braucht. Für höhere Auflösungen, die gerade vorbereitet werden, wird der Strahlengang noch schwieriger.

Hier das Bild ist aus dem Paper, links der aktuelle Stand, rechts der nächste Schritt.
1580484722289.png


Und das ist nur der Strahlengang von der Maske zum Wafer.
leonM schrieb:
Jetzt abhängig von der Ausbeute, welche laut TSMC auf ähnlichen LEVEL wie 7 DUV ist, frage ich mich, ob die neuen Konsolen schon in 7EUV kommen oder ob es doch zu wenig EUV-Strassen gibt und diese nur für besondere Produkte bevorzugt werden.
Das ist eine interessante Frage, und ich meine AMD hat sich dazu nicht geäußert. Die Vorteile für 7nm+ liegen auf der Hand, aber es kann auch sein, dass CPUs und GPUs auf EUV wechseln und für die Konsolen dann 7nm DUV gewählt wird. Werden wir abwarten müssen.
HardRockDude schrieb:
Ergänzend zur Frage "Wie werden Chips gefertigt" wäre noch ein Exkurs zu "Wie werden Chips designt" sehr cool
Da habe ich auch nicht viel Ahnung von. Die Grundlagen liegen im Logik-Design, wo die Funktion einer Schaltung als Symbol (Gatter) dargestellt wird und man dann mehrere solche Gatter zu neuen Bausteinen zusammenbringt. Ein Gatter hat zum Beispiel die "UND"-Funktion, das heißt wenn an allen Eingängen eine "1" anliegt, ist der Ausgang auch "1", sonst "0". Beim Chip wird das ganze weiter abstrahiert, und es gibt fertige Blöcke wie Cache und Prozessorkern, die zusammengebracht werden. Jedes einzelne dieser Bausteine kann aber einzeln optimiert werden, wie bei Zen+ bei den Latenzen geschehen ist. Da wird es für jedes Abstraktionsebene eine Gruppe von Spezialisten geben, die sich das anschaut, und der Rest der Ingenieure bringt nachher alles zusammen.
AshS schrieb:
Theoretisch kann ein Schmied durch ständiges Falten, das Ausgangsmuster ja auch bis in die einzelne Atomlage kopieren!
Das Problem ist hierbei, dass der Schmied die Sachen nicht 1:1 kopiert. Du kannst ja mal nach "Katana Hada" googeln und schauen, ob alle gefalteten Linien des Musters 100% identisch sind ;)
 
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Eine Frage: kann man diesen doch sehr komplizierten Prozess in Zukunft stark vereinfachen,
z.B. irgendwie durch "direktes Programmieren" des Wafers oder so? :-)
"Programmierbare Materie" als Wafer. oder so was ähnliches, nicht? :-)
 
@Colindo stimmt bei der Transmission habe ich mich vertan, liegt daran dass ich mich an röntgenstrahlung orientiert habe und trifft man da bestimmte Winkel mit einer Wellenlänge von 3-5 nm, also nochmal kleiner, ist die Transmission bei einem idealen Substrat nahezu null. Diese bragg relfexe werden ja auch zur Bestimmung von kornausrichtungen, gitterparametern und Orientierungen von Kristallen eingesetzt. Damit kann man auch generell den gittertyp bestimmen.
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Beitrag schrieb:
Wie sieht das eigentlich mit dem Ätzen aus bei so kleinen Strukturen im Fotolack? Kann man da überhaupt noch irgendwas nasschemisch machen?
Tatsächlich ja, es gibt Entwickler die ätzen wenige nm pro Minute ^^ aber man kann sie auch nur kurz eintauchen und wieder entfernen.

Ein Beispiel ist hier der sogenannte HF dip. Dabei wird die dünne natürliche oxidschicht auf dem Silizium entfernt. Diese ist nur 1-2 nm dick und wird mit flusssäure in einer Sekunde entfernt.
Kommt aber auch immer auf das ätzverfahren an, trockenäzen beispielsweise hat andere Vorteile, damit kann man physikalisches und chemisches ätzen kombinieren und beliebige ätzraten einstellen.
 
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