Wofür steht eigentlich nm genau ? (im Fertigungsprozess)

[AboveUsOnlySky]

Wofür steht eigentlich - nm - genau ? Und wo liegen genau die Unterschiede im Fertigungsprozess ?

Grüsse aus dem Münsterland
Rolf

 

[ekle]

nm steht für Nanometer.
ein Nanometer ist 10 hoch -9 Meter

das ist einfach die größer der Strukturen eines CPU.

 

[AboveUsOnlySky]

Danke, das mit den Nanometern war schon klar. Die Größenordnung der Transistoren.

Aber warum gilt offenbar : 45nm besser und effizienter als 65nm ? Effizienter, weil mehr auf die gleiche Fläche X passen ? Also das - und gleichzeitig noch energiesparend ?

Das würde mich mal interessieren.

Rolf

 

[ekle]

bei kleineren strukturen brauchst du weniger strom, also wird das ding nicht so warm.

auch bekommt der hersteller bei kleineren strukturen mehr chips auf einen wafer.

man kann aber nicht endlos kleiner werden aufgrund von leckströmen die entstehen wenn nur noch so wenige atome zwischen den leitungen sind.

 

[Metalblade]

Wo liegt den die Grenze?

 

[jopjip]

ich glaub die versuchen gerad 32nm zum laufen zu kriegen (in i-welchen labors) oder so
ich weiß aber nichts genaueres dazu

edit: ich hab noch einen link zum 32nm-prozess gefunden
https://www.computerbase.de/news/prozessoren/ibm-amd-und-co-ab-2009-mit-32-nm-prozess.20669/

 

[Metalblade]

Mal schaun was sie als nächstes machen

 

[Mr. Snoot]

Ich tippe so auf 10-12 nm als Grenze mit Silizium.

Da wird auf jeden Fall noch einiges kommen, bevor Schluss ist. Seit 30 Jahren heißt es auch immer wieder, dass mit der optischen Lithografie Schluss ist und es nicht mehr kleiner geht. Und es ging doch noch immer und immer wieder kleiner. Die physikalischen Grenzen liegen angeblich irgendwo bei < 10 nm, aber das wird man erst dann sicher wissen, wenn es soweit ist.

Es ist einfach wirtschaftlicher, die aktuellen Prozesse soweit auszureizen wie nur irgendwie möglich, als auf neue Technologien, Materialen, Anlagen umzusteigen.

 

[Metalblade]

Irgendwer erzählte mal,das die ersten Materialien für Mikrochips in richtung von "organischer Materie" gehen.

 

[Screemon]

"Organische Materie" ist noch nicht so wirkungsvoll. Ich habe irgendwo mal gelesen, dass die Effizenz nur bei 15-20% liegt, die Entwicklung aber weiter nach vorne geht.

Organische Prozessoren, Quanten-Prozessoren, Prozessoren aus Keksen, wer weiß was noch in die Computer für den Massenmarkt kommt...

 

[Microarchitekt]

Wofür steht eigentlich - nm - genau ? Und wo liegen genau die Unterschiede im Fertigungsprozess ?

Die kleinere Fläche hast du schon selbst angesprochen. Behält man das Design eines Chips bei, so kann man aus einem aktuellen 300 mm Wafer mehr Chips raus holen. Dies ist dann eine Kostenfrage, da man weniger Fertigungsstraßen braucht, um die gleiche Menge an Chips zu produzieren.

Die andere Seite ist die Technik. So eine CPU ist ja nichts anderes, als eine riesige Ansammlung von Transistoren. Ein Transistor schaltet einen Strom durch einen Isolator. Dafür braucht man eine Quelle mit Strom (Source) die an einen Abfluss (Drain) geschaltet wird. Für die Schaltung wird noch ein Tor (Gate) benötigt. Wird an das Gate ein Strom angelegt, so verliert der Isolator im Bereich des Gate seine Isolationsfunktion und der Strom kann von der Quelle zum Abfluss fließen. Und hier wird es jetzt interessant, wenn es gelingt die Fertigungstechnik von z.B. 65 nm auf 45 nm zu reduzieren. Durch die Reduktion wird der Abstand zwischen Quelle und Abfluss verkleinert. Dadurch nimmt die Wirkung des Isolators ab, der nun nicht mehr so breit ist. Am Gate muss nicht mehr eine so hohe Leistung anliegen, um die Isolation zu überwinden. Die Leistungsaufnahme des gesamten Chip nimmt ab. Nebeneffekt ist eine schnellere Reaktionszeit beim schalten. Dies merken wir dann, wenn man die CPU oder die GPU höher takten kann.
Um so eine Reduzierung hin zu bekommen, sind im Fertigungsprozess immer wieder neue Methoden und Ansätze notwendig. Das fängt an mit den Belichtern, die ein immer kurzwelligeres Licht bzw. elektromagnetische Strahlung (Röntgen usw.) beherrschen müssen. Mittlerweile wird auch schon mit Nassbelichtung gearbeitet (AMD bereits ab 45 nm und Intel ab 32 nm, soweit ich mich erinnere). Auch die Wafer und die Reihenfolge der Belichtung und der Positionierung der Schichten unterliegen da Änderungen.

 

[Mr. Snoot]

Nur zur Info: die Transistoren, die in CPUs zum Einsatz kommen (FETs), arbeiten nahezu leistungslos und sind nicht strom- sondern spannungsgesteuert.