AMD:s avknoppade fabriker i det numera fristående bolaget Globalfoundries får fullt upp under de kommande åren. Common Platform kallas en arbetsgrupp med medlemmar från Globalfoundries, Samsung och IBM, som tar fram gemensamma strategier för utvecklingen av nya tillverkningstekniker. För några dagar sedan höll medlemmarna ett seminarium för att ge en blick in i framtiden och diskutera lösningar på kommande problem.

glofo-roadmap.png

I spetsen står Globalfoundries, som just nu arbetar med att utöka dagens 28 nanometersteknik med Resonant Clock Mesh från Cyclos, som genom resonans och induktion möjliggör högre klockfrekvenser och lägre strömförbrukning. Det finns även alternativ för FD-SOI (Fully Depleted Silicon-on-Insulator), som tagits fram i samarbete med ST Microelectronics.

Mot slutet av året tas steget mot 20 nm, detta med 20 LPM (Low Power Mobile). Trots att namnet antyder om annat passar tekniken alla typer av kretsar. Att det endast finns en tillverkningsmetod för kretsar i 20 nanometersklassen är ett sätt att accelerera utvecklingstiden mot nyare noder, menar arbetsgruppen.

finfet-diagram.jpg

Kort därefter följer 14 nm, som går under namnet 14XM (eXtreme Mobility). Tekniken kommer bygga på samma grund som 20 nm och erbjuder inga fördelar i transistordensitet. Däremot byts transistorerna ut mot FinFET, så kallade 3D-transistorer, som ger lägre strömförbrukning eller högre klockfrekvenser, alternativt en kombination av de båda egenskaperna. Detta förfarandet gör att Globalfoundries komma igång med produktionen på mindre än ett års tid, samt att kunderna snabbt kan ta fram produkter för tekniken.

Parallellt med de båda teknikerna utvecklas en från grunden ny process vid 10 nm, som kallas 10XM, och blir tillgänglig mot slutet av 2015. Inga mer ingående detaljer är kända, men det uppges att EUV (extremt ultraviolett ljus) inte ska tas i bruk. Det sistnämnda kan ersätta så kallad multiple patterning och därmed reducera de litografiska stegen, vilket bidrar till lägre tillverkningskostnader.

Nanorör och grafen kan vara nästa anhalt

Sedan lång tid tillbaka har nya tillverkningstekniker resulterat i högre transistordensitet. Varje steg nedåt ger cirka 50 procent fler transistorer på samma yta, men även ökade kostnader på cirka 15 procent per wafer, vilket fortfarande är en lägre kostnad än tidigare räknat per transistor. Common Platform menar att detta inte kommer att gälla i framtiden eftersom kunderna tvingas välja mellan billigare och mindre avancerade alternativ eller att betala extra för det allra senaste.

Common Platform blickar trots de tekniska utmaningarna mot stegen efter 10 nm. Här är arbetsgruppen inte fullt lika säkra på vad som komma skall, men flera alternativ diskuteras. Kolbaserade nanorör kan möjliggöra geometrier på 7 nm och nedåt. IBM avslöjar att de kan ta fram nanorör med en renhet på 99,9 procent. Detta är i sig en stor bedrift, men det saknas fyra eller fem decimaler för att göra det gångbart vid tillverkningen av fullskaliga kretsar.

Därefter uppstår problemet att placera nanorören på atom-nivå. Nanorören ses ofta som ett alternativ till kiselbaserade kretsar, men nackdelar som skenande strömläckage kan sätta käppar i hjulen från 5 nm och nedåt. Därefter måste nya material tas i bruk. Ett av de mest omtalade alternativen är grafen.

Källa: Techreport