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【IC设计】Intel4较Intel7提升20%效能,将导入High-NA EUV系统

来源:科技新报    原作者:Atkinson    

处理器大厂英特尔近期于美国檀香山举行的年度VLSI国际研讨会,公布Intel4制程细节。英特尔表示,相较Intel7,Intel4相同功耗提升20%以上效能,高效能元件库(library cell)密度是2倍,同时达成两项关键目标:满足开发中产品需求,包括PC客户端Meteor Lake,并推动先进技术和制程模块,带领英特尔2025年重回制程领先地位。

英特尔指出,Intel4于鳍片间距、接点间距及低层金属间距等关键尺寸(Critical Dimension)持续朝微缩前行,并导入设计技术偕同最佳化,缩小单一元件尺寸。透过FinFET材料与结构改良提升效能,Intel4单一N型半导体或P型半导体,鳍片数从Intel7高效能元件库4片降至3片。综合上述技术,使Intel4大幅增加逻辑组件密度,并缩减路径延迟和降低功耗。

Intel7导入自对准四重成像技术(Self-Aligned Quad Patterning,SAQP)和主动元件栅极上接点(Contact Over Active Gate,COAG)技术提升逻辑密度。自对准四重成像技术能通过单次微影和两次沉积、蚀刻步骤,将晶圆微影图案缩小4倍,且没有多次微影层叠对准的问题。主动元件闸极接点则将闸极接点直接设在闸极上方,而非传统闸极一侧,提升元件密度。Intel4进一步加入网格布线方案(gridded layout scheme),简化并规律化电路布线,提升效能同时并改善生产良率。

随着制程微缩,晶体管上方金属导线、接点也随之缩小。导线电阻和线路直径呈现反比,该如何维持导线效能是需要克服的壁垒。Intel4采用新金属配方称为强化铜(EnhanceCu),使用铜为导线、接点主体,取代Intel7的钴,外层再用钴、钽包覆;此配方兼具铜的低电阻特性,并降低自由电子移动时撞击原子使移位,进而让电路失效的电迁移(electromigration)现象,为Intel3和未来制程打好基础。

最后,光罩图案成像至晶圆的最重要改变,可能是在广泛使用EUV简化制程。英特尔不仅现有良好解决方案最关键层使用EUV,且Intel4较高互连层也使用EUV,大幅减少光罩数量和制程步骤。降低制程复杂性,亦同步替未来制程节点建立技术领先地位及设备产能,英特尔将在这些制程更广泛使用EUV,导入全球第一款量产型高数值孔径(High-NA)EUV系统。

封面图片来源:拍信网