詳細(xì)解讀硬件處理器的生產(chǎn)技術(shù)
二、AMD
作為英特爾的老對手，無論是生產(chǎn)潛力上，還上在新技術(shù)開發(fā)上，AMD都要落后于Intel。這是一件很自然的事件，因?yàn)?個公司投資重點(diǎn)有很大的區(qū)別。AMD僅僅2個生產(chǎn)的處理器,而且其中之一的Fab25，還要同時兼顧生產(chǎn)閃存芯片。AMD公司所有的新處理器都由位于德國的德累斯頓(Dresden)的Fab30工廠生產(chǎn)。
在0.25微米時代，AMD與英特爾的處于相同水準(zhǔn)，不過在轉(zhuǎn)移到0.18制程時AMD開始落伍了。在感覺無法獨(dú)自應(yīng)付之后，AMD和摩托羅拉建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。摩托羅拉擁有很多先進(jìn)技術(shù)，比如Apple電腦PowerPC的芯片HiPerMOS7(HiP7)就是摩托羅拉生產(chǎn)的。AMD在獲得授權(quán)后一下子就擁有了很多新技術(shù)，其中一部分比Intel的0.13微米生產(chǎn)技術(shù)更好。
首先，AMD獲取的許可技術(shù)對設(shè)備要求較低，僅僅要求248納米設(shè)備，這樣可以降低生產(chǎn)成本(這個點(diǎn)對AMD是最重要，這也是AMD處理器價格低廉的原因之一)。它也使得AMD可以很快步入量產(chǎn)化規(guī)模。不過象英特爾一樣，AMD仍在其產(chǎn)品關(guān)鍵的地方使用了193納米蝕刻技術(shù)。其次，HiP7技術(shù)的生產(chǎn)要求并不象英特爾的0.13微米制程那樣高：晶體管的通道長度僅僅需要80納米(而不是英特爾的70納米)，SIO2層的厚度僅僅是1.8/2.5納米(而英特爾則需要達(dá)到1.5/2.4納米)。
第三，HiP7可以達(dá)到9層銅制互連的水準(zhǔn)。最后，HiP7使得AMD在處理隔離晶體管之間互連的絕緣問題上具有兩個選擇：或是K值為3.7的氟化玻璃，或是使用K值小于3的低K值原料，即黑鉆石(而Intel使用的是K值為3.6的SiOF)。這一技術(shù)的影響很類似于處理器從鋁變?yōu)殂~的改變，這樣可以讓AMD使用低K值介電體來生產(chǎn)CPU，而Intel要在0.09微米制程上才會放棄SiOF。
現(xiàn)在，AMD正在準(zhǔn)備下一代生產(chǎn)技術(shù)—HiP8，這一技術(shù)將對抗的是Intel0.09微米的P1262。目前，AMD已經(jīng)做出了樣品，F(xiàn)ab30按照計劃將在2004年底開始使用HiP8。AMD又有機(jī)會領(lǐng)先Intel一步了。
而且AMD仍將在HiP8使用SOI技術(shù)。SOI(SilicononInsulator，絕緣層上覆硅)是廠商為解決亞閾泄漏的問題所推出的解決方案，AMD在0.13微米制程中就已經(jīng)采用了此技術(shù)。SOI的原理很簡單：晶體管通過一個更厚的絕緣層從硅晶元中分離出來，這樣做具有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，利用SOI技術(shù)，晶體管“開”和“關(guān)”狀態(tài)的切換性能提高了，而且同時在速度不變的情況下，我們可以也可以降低閾值電壓或是同時提高性能和降低電壓。
舉個例子來說，如果閾值電壓保持不變，性能可以提高30%，那么如果我們將頻率保持不變而將注意力集中在節(jié)能性上，那么我們也可以節(jié)省大約50%的能量。此外，在晶體管本身可以處理各種錯誤時，通道的特性也變得容易預(yù)計了。但SOI技術(shù)也有不足之處，它必須減小晶體管漏極/源區(qū)域的深度，這將導(dǎo)致晶體管阻抗的升高，而且晶體管的成本也提高了10%。
針對SOI所帶來阻抗升高的缺點(diǎn)，AMD似乎已經(jīng)找到了解決方案：AMD計劃用高K值的金屬硅酸鹽絕緣材料渠道目前的二氧化硅，這樣將使得泄漏電流下降100倍，我們很快就講見到更快頻率的晶體管。新的晶體管將使得性能增加20%，同時還將降低泄漏電流和門極寬度。
此外，AMD正在準(zhǔn)備在未來處理器中使用SiGe技術(shù)(其實(shí)屬也于SOI技術(shù))來取代純粹的硅來作為驅(qū)動電流的通道，功效和Intel的應(yīng)變硅技術(shù)有些類似。使用此種技術(shù)這可以使粘結(jié)硅層做得更薄更均勻，其硅層厚度可達(dá)15納米水平，而且用這種方法分離圓片時，也可把它放回到外延系統(tǒng)的反應(yīng)室內(nèi)通人化學(xué)蒸氣進(jìn)行原子級刻蝕，也能把硅去掉。AMD此技術(shù)似乎比Intel的應(yīng)變硅技術(shù)更具有優(yōu)勢：通過此技術(shù)，晶體管的硅晶格會根據(jù)下面的元素的晶格調(diào)整自己，并將延展一些，潛在的阻抗將會比普通的硅下降70%，而晶體管性能將提高35%。
當(dāng)然AMD也在考慮多門晶體管技術(shù)，不過AMD所推的是雙門晶體管技術(shù)，和Intel的三門晶體管不同，其沒有上方的控制電極。雙門晶體管的寬度大約為門極寬度的1/3，晶體管發(fā)送/接受電子束也要窄一些，但由于單個晶體管通道寬度大大減小對蝕刻技術(shù)提出了更高要求。但雙門晶體管相對于傳統(tǒng)的晶體管都有很多的優(yōu)勢，特別是它縮小了通道長度。
總的來說，在生產(chǎn)技術(shù)上，AMD未來有足夠的實(shí)力應(yīng)對來自英特爾的壓力。
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