|
Elektroniske komponentar er i ferd med å bli so små som dei kan bli
- Trådstarter oen
- Startdato
Er det en fordel eller går det utover lydkvaliteten som vi tilber så mye? Elektronikk fra 80 og 90 tallet låter fortsatt knall for mange og overgår dagens SMD elektronikk...
Det er vel tildels et definisjonsspørsmål. Kortere intern signalvei blir ofte holdt som en stor fordel. På den annen side så er vi prisgitt faste løsninger i form av opamper i forskjellige former, som dog har blitt utrolig mye bedre de site par tiåra, ettersom det er utviklet slike med særlig henblikk på audio.
Jeg startet ut som student i -73, og MSI densitet var nytt. Vet ikke sikkert, men pakketettheten må ha økt med en millionfaktor siden dengang da....
SOm et kuriosum - IBMs første PC-AT fra 1982 hadde ca 1250 standard chips inkludert HD kontrolleren, og trengte faktisk den 250W strømforsyninga som da var . Hvor mange chips trengs i dagens PC...
?
Jeg startet ut som student i -73, og MSI densitet var nytt. Vet ikke sikkert, men pakketettheten må ha økt med en millionfaktor siden dengang da....
SOm et kuriosum - IBMs første PC-AT fra 1982 hadde ca 1250 standard chips inkludert HD kontrolleren, og trengte faktisk den 250W strømforsyninga som da var . Hvor mange chips trengs i dagens PC...
?
Det er ingen grenser for hvor smått det kan bli. Det er kanskje mulig å fjerne "alle" komponenter. I hvertfall som vi kjenner dem. Anser sjansen for at vil skje er svært sannsynlig hvis vi får lov til å drive på lenge nok. 8)
Nja... det ligger foreløpig en definitiv grense i laserlitografien som lager etsemaskene til chip'ene. Den tynneste lederen som kan lages er min. en halv bølgelengde av lyset som brukes.... over gangen til såkalt dyp UV litografi er ikke riktig helt der ennå...
Nå er jeg ingen mikroelektronikk-ekspert og tar dette mer eller mindre fra hukommelsen, men jeg synes å huske at de sa "når jeg var ung" at det var mange som spådde slutt på optisk lys til litografien på grunn av minste geometri og bølgelengde. Snart måtte det bli UV og så røntgen. Men det har aldri skjedd fordi noen fant en smart teknikk ved å bruke ved å bruke optiske mønsker i masken slik at man lager interferensmønster med veldig små geometrier på substratet.
Nå er man nede i 10nm (som er betydelig mindre enn bølgelengden til lys, 400-750nm). På 10nm er det <100 Silisiumatomer i bredden. Da er det som artikkelen i åpningsinnlegget, at man sliter mer og mer med kvantemekaniske effekter enn vanling linær "Newtonion" fysikk.
En praktisk effekt av dette, kan man f.eks. se i flash-lagring (minnepinner, -kort, SSD) osv. Før var det vanlig at disse har såkalt "data retention" på 10år+. Dvs. de kan ligge 10 år uten strøm uten å glemme innholdet sitt. Dagens flashbrikker har så små geometrier at de elektronene som er fanget inni der, tunellerer ut og til slutt glemmer minnet innholdet. Derfor er det ikke vanlig at dagens minnebrikker har data retention på mer enn 1 år. Til gjengjeld har dagens chipper overkapasitet og bruker teknikker til å lagre samme informasjonen flere ganger (med ECC) slik at de kan oppdage når dataene er feil. Totalt sett har flashlagring sett fra utsiden blitt mer robust.
Tja - der kan man se. Det er ikke såå lenge siden jeg sist tok meg tid til å lese en inngående artikkel om emnet - og da lå man og surra ned mot 200 nm....
Forøvrig bryr jeg meg ikke så mye om dette lenger - det er for mange andre ting som er morsomt. Jeg kjøpte min første PC i -83 -tror jeg - en PC med 8088 prosessor og hele 256 kB minne.... året etter fikk jeg en kompis som lå på traiener i USA til å kjøre harddisk og kontroller - fantastiske 20MB
Noen år seinere satt jeg på potta og bladde i et PC World, og forestilte meg 1000 5-1/4 HDer der inne - til erstatning for en ny 20GB i 3,5".
Jeg underviste voksenopplæring i PC, operativsystemer og seinere Windows og MS-Office fra ca -84 og til slutten av 90-tallet. Da var det egentlig ikke moro lenger...
Forøvrig bryr jeg meg ikke så mye om dette lenger - det er for mange andre ting som er morsomt. Jeg kjøpte min første PC i -83 -tror jeg - en PC med 8088 prosessor og hele 256 kB minne.... året etter fikk jeg en kompis som lå på traiener i USA til å kjøre harddisk og kontroller - fantastiske 20MB
Noen år seinere satt jeg på potta og bladde i et PC World, og forestilte meg 1000 5-1/4 HDer der inne - til erstatning for en ny 20GB i 3,5".
Jeg underviste voksenopplæring i PC, operativsystemer og seinere Windows og MS-Office fra ca -84 og til slutten av 90-tallet. Da var det egentlig ikke moro lenger...
- Ble medlem
- 27.03.2003
- Innlegg
- 3.768
- Antall liker
- 6.618
Litografi i moderne kretser bruker DUV (Deep UV) med EUV (Extreme UV) på vei. Siden bølgelengden er så kort er det ekstreme krav til overflaterenhet på det deponerte materialet, atomic layer deposition kalles teknikken som brukes for å lage homogene nok lag. Det dielektriske SiO2-laget mellom gate og kanal i en 10-14 nm prosess er omtrent 0.5nm eller 2-3 atomer tykt. Det er mange utfordringer med skalering av prosessteknologi. Fra et produksjonsståsted at kravet til nøyaktighet gjør det enormt dyrt å fabrikere kretser. Intel har nylig investert $7bn i en 7nm-fab. 14nm er i masseproduksjon, men det koster haugevis av millioner for tapeout av en chip så produksjonsvolumet må være enormt for å forsvare investeringen. Fra et designståsted er lekkasjestrøm (pga kvantetunnelering) en stor utfordring, samt strøkapasitanser siden dielektrikumet er så tynt. I tillegg er forsyningsspenningen svært lav (Intels 14nm FinFET har 0.7V supply IIRC, vet ikke for 10nm).
En normal mikrokontroller/mikroprosessor inneholder masse analog elektronikk; spenningsreferanser, spenningsovervåking, båndgapskretser, brown-out-detector, oscillatorer, PLLer, forsterkere/bufre, IO-drivere, datakonvertere etc. Siden lav forsyningsspenning er en dødare for SNR i analoge kretser er det normalt at disse realiseres i en annen geometri enn den digitale delen av chipen, på et annet spenningsdomene og med level shiftere mellom analogt og digitalt. Hvilken geometri som brukes for analogt i en 14nm eller 10nm chip vet jeg ikke (det er stort sett kun Intel, Samsung, Qualcomm og en håndfull til som har budsjetter til å fabrikere kretser i sånne geometrier), men for oss "vanlige dødelige" er digitalt gjerne realisert i 65nm-130nm (1.2V) og analogt i 0.35µm-0.5µm (3.3V el 5V). Geometrien bestemmes i stor grad av hvor mye minne brikken trenger samt forventet produksjonsvolum. En stor andel av transistorene er minne og større geometri betyr mer areal (og strøm) og dermed høyere kost per enhet, men den initielle investeringen i design, testchiper/prototyping, sette i gang masseproduksjon osv er lavere jo eldre og mer moden teknologien er.
At silisium kommer til å møte veggen snart er en kjensgjerning, men kvantedatamaskiner og denslags er nok fortsatt mest science fiction. Om man ser 10-20 år frem i tid later kanskje grafén til å være den mest lovende erstatteren, eller CNTFET (carbon nanotube).
Intel pursues Moore's Law with plan to make first 7-nm chips this year | PCWorld
En normal mikrokontroller/mikroprosessor inneholder masse analog elektronikk; spenningsreferanser, spenningsovervåking, båndgapskretser, brown-out-detector, oscillatorer, PLLer, forsterkere/bufre, IO-drivere, datakonvertere etc. Siden lav forsyningsspenning er en dødare for SNR i analoge kretser er det normalt at disse realiseres i en annen geometri enn den digitale delen av chipen, på et annet spenningsdomene og med level shiftere mellom analogt og digitalt. Hvilken geometri som brukes for analogt i en 14nm eller 10nm chip vet jeg ikke (det er stort sett kun Intel, Samsung, Qualcomm og en håndfull til som har budsjetter til å fabrikere kretser i sånne geometrier), men for oss "vanlige dødelige" er digitalt gjerne realisert i 65nm-130nm (1.2V) og analogt i 0.35µm-0.5µm (3.3V el 5V). Geometrien bestemmes i stor grad av hvor mye minne brikken trenger samt forventet produksjonsvolum. En stor andel av transistorene er minne og større geometri betyr mer areal (og strøm) og dermed høyere kost per enhet, men den initielle investeringen i design, testchiper/prototyping, sette i gang masseproduksjon osv er lavere jo eldre og mer moden teknologien er.
At silisium kommer til å møte veggen snart er en kjensgjerning, men kvantedatamaskiner og denslags er nok fortsatt mest science fiction. Om man ser 10-20 år frem i tid later kanskje grafén til å være den mest lovende erstatteren, eller CNTFET (carbon nanotube).
Intel pursues Moore's Law with plan to make first 7-nm chips this year | PCWorld
Sist redigert:
- Ble medlem
- 27.03.2003
- Innlegg
- 3.768
- Antall liker
- 6.618
Fotolitografien bruker forøvrig linser med numberisk aperture > 1, så minimum feature size er gitt av en eller annen konstant k*bølgelengde/numerisk aperture. Men høyere NA gjør fokuspunktet mer sensitivt for hvor homogen overflaten som bestråles er. Kjemisk-mekanisk planarisering funker ned til ~100nm, mens nyere teknologier bruker Atomic layer deposition.
- Ble medlem
- 27.03.2003
- Innlegg
- 3.768
- Antall liker
- 6.618
Nå er vi på 7nm og ting begynner å bli vanskelig:
https://semiengineering.com/power-delivery-affecting-performance-at-7nm/
Nye Apple A12 er den første 7nm SoC-brikken i kommersiell masseproduksjon.
https://semiengineering.com/power-delivery-affecting-performance-at-7nm/
Nye Apple A12 er den første 7nm SoC-brikken i kommersiell masseproduksjon.