Читая техдокументацию на очередной микроконтроллер, не покидал вопрос: почему он, как и многие другие относительно-простые МК и проч до сих пор делаются на старых и толстых тех. процессах ?
Ведь, казалось бы, весьма примитивные микросхемы - только и успевай, что лепить на новом, меньшем техпроцессе, получай ощутимо больший выход с пластины, улучшенные показатели энергопотребления итд итп.. Однако, практически никто этого не делает. Равно как и с кристаллами другой ПП-электроники, включая транзисторы и светодиоды.. почему-то.
Оказалось( по итогу прочтения кучи разных источников ), причина довольно проста: размер итогового кристалла.
Чем он меньше, тем сложнее с ним обращаться. Даже пилить пластину на мелкие кристаллы ощутимо сложнее и дороже, чем на крупные.
Более того, во многих случаях есть конкретное ограничение на минимальный размер стороны кристалла - это либо 0,5 мм, либо 0,25 мм.
Меньше - уже начинаются серьезные сложности даже с распиливаем и дальнейшим обращением и практически никто этим не заморачивается.
Это касается в т.ч кристаллов для светодиодов / транзюков / итд.
Т.е, даже при изготовлении конкретных деталей на существенно меньших нормах тех. процесса и получении существенно меньшего итогового "рисунка", получить итоговые "кристаллы" размером менее 0,25*0,25 мм просто не удастся.
Соотв., при серьезно возросших издержках, выход готовых кристаллов практически не увеличится, если и на более старом и "толстом" тех. процессе, схема успешно умещалась примерно в эти же габариты, итогом чего станет просто существенное повышение себестоимости продукции.
Итог:
Реально мизерный техпроцесс - это не волшебная палочка, которая просто делает все лучше без каких-либо проблем и которая просто необходима в случае изготовления любой ПП-продукции.
Он имеет свою область применимости, касающуюся воистину здоровенных и сложных схем, которые необходимо реализовать "в камне", для относительно простой и дешевой электроники, он практически не имеет смысла и реальной применимости.
Комментарии
Сорри конечно, но вы прям решили в честь пятницы стать "капитаном Очевидность".
Для абсолютного большинства "схем" нет никакой необходимости в дальнейшей их миниатюризации. Более того, оная чревата трудностями, в итоге приводящих к удорожанию изделия. Я уж не говорю, что смена чипа на более тонкий техпроцесс ради самой смены - затраты в воздух.
На АШ с завидной регулярностью стали появляться товарищи, всерьез считающие, что РФ нужен исключительно самый миниатюрный техпроцесс, а все, которые больше самого минимально возможного на текущий момент( т.е 30нм( планируется ) / 65нм( есть ) / 90нм( есть ) / 100+ нм( есть, делают транзюки ) ) - исключительно барахло и признак отсталости.
Но никто из них так и не смог объяснить, почему миниатюризации подвергаются сложные схемы и, почти никогда, относительно простые.
Равно как и то, почему при возможности изготовить что-то на "тонком" техпроцессе, "толстые" пользуются популярностью.
Решил попробовать закрыть этот пробел, заодно и объяснить, почему толстый техпроцесс далеко не всегда барахло, а тонкий - не всегда крутЪ
так спорить с идиотами бесполезно
если в с300 используются 150нм то зачем им 30нм ?
типа меньше кристал, быстрее меньше тепловыделение...
но по большей степени это да пиар... вместо того чтобы оптимизировать алгоритмы.
Меньше кристалл - меньше мощность. А если мне надо 150 ватт рассеить?
150 ватт - это многоВатто. Используйте АВМ на операционных усилителях.
сюда же можно добавить что в космос не летают микрухи тоньше 300 ангстрем, а военка не берет меньше 50. абы случайная частица может дернуть транзюк...
вообще, там, в космосе, случайная частица может дернуть даже транзюк на 180мкм, он там бывают настолько накачаны энергией, что попадая в любой атом вышибают из него здоровенный фонтан вторичных заряженных частиц, и этим фонтаном накрывают все, что зацепит :-).
поэтому такая толщина. где-то видел что новые мобильники чуть фон повышен уже не живут... абы усе...
з.ы. в чернобыле к бульдозерам и экскаваторам радио управление привзяывли... таки ламповое...
это фигня про вторичность,
прилетающая частица выбивает из структуры непосредственно атом, электрон или дырку и полупроводник может стать проводником или поменяться с "n" на "p" или наоборот.
ну, если у Вас такой тонкий техпроцесс, что возникновение одной вакансии или лишняя дырка в переходе прямо так кардинально меняют тип проводимости и влияют на свойства- тогда да, вторичность фигня... (сарказм. но объяснять долго).
а во всех остальных случаях- опасна вторичка и только вторичка, так как она накрывает _объем_ полупроводника. и именно по этой причине тонкий техпроцесс нежелателен- там очень малые объемы, и даже слабый конус вторичного излучения может закрыть сразу целиком затвор, базу, или даже целиком несколько транзисторов, и что-нибудь переключить. а от одиночной частицы никогда ничего нигде не переключается.
"не покидал вопрос: почему он, как и многие другие относительно-простые МК и проч до сих пор делаются на старых и толстых тех. процессах ?"
Вопрос - а зачем, если они и так справляются вполне хорошо?
Есть простые граничные условия связаные с удельными сопротивлениями проводников и проводимостями п/п, которые и ограничивают миниатюризацию как минимум силовой части электроники.
Нельзя сделать да же проводник до кристалла меньшим если требуется передать большой ток. Не говоря про сам кристал.
А эта, прогресс, премии, доклады, почет и суточные?
Это работает на сложных схемах, когда уменьшение техпроцесса позволяет натолкать на ту же площадь больше. Ну и уменьшить энергожрачь
Даже более того, есть смутные подозрения, что, в случае с новейшими ЦП и видеочипами, у контор просто выбора нет, т.к, даже при относительно крупном техпроцессе, либо кристалл получится слишком большим( нереально изготовить без дефектов ), либо - потребность в подводе энергии и плотность теплового потока( от тепловыделения ) сделают процессор практически нереализуемым, в противном случае, они бы не заморачивались с нанометрами.
К примеру, кристалл более-менее новой видюхи NVIDIA ( GTX 2080TI, TU102 ) содержит 18,5 млрд "транзисторов" и имеет площадь 750мм2 и это с учетом техпроцесса в 12нм.
Есть подозрение, что, при техпроцессе в 65нм / 90нм, эти чипы могут оказаться практически нереальными к изготовлению и эксплуатации.
Просто гпу будет стоить под полляма зелёных.
И цпу под лям.
А так - никаких проблем.