Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Закон Мура
|
|
Основные направления и тенденции развития микро- и наноэлектроники. Закон Мура.
Направления и тенденции — см. таблицу 1.
Таблица 1. Основные тенденции развития микро- и наноэлектронных систем
| Наноэлектронные системы | Тенденции |
| Интегральные схемы | Скорость и быстродействие: > в 2 раза каждые 1, 5-2 года |
| Фотоника | Емкость передачи: > в 2 раза каждые 1, 5-2 года |
| Хранение данных | Плотность хранения: > в 2 раза каждые 9 месяцев |
| Дисплей | Количество пикселей: > в 2 раза каждые 2 года |
| Мобильная связь | Емкость каналов: > в 10-100 раз каждые 5 лет |
| Программное обеспечение | Объем операционных систем: > в 2 раза каждые 2 года |
Можно отметить тот факт, что развитие наноэлектронных систем на сегодняшний день идет с небольшим опережением прогноза в соответствии с законом Гордона Мура.
Закон Мура
Анализ эмпирических тенденций первых 5 лет развития интегральной технологии позволил Гордону Муру — одному из основателей корпорации Intel — сформулировать в 1965 г. некоторую закономерность, впоследствии получившую название закона Мура. Точкой отсчета действия закона Мура принято считать 19 апреля 1965 года.
В этот день была опубликована статья автора в журнале Electronics. Согласно первоначальному утверждению Мура, количество транзисторов, которое содержится в одном чипе, будет удваиваться каждые 12 месяцев. Именно такой темп технологического развития позволяет увеличивать производительность и возможности микросхем, сохраняя экономическую целесообразность.
В каждый момент времени есть некое оптимальное соотношение количества транзисторов, содержащихся в микросхеме и стоимости изготовления такого чипа. Можно было бы увеличить количество транзисторов, но в этом случае значительно возрастала бы цена производства, а при уменьшении их числа – снижалось бы быстродействие (условно). Изначально прогноз делался на ближайшие 10 лет, то есть до 1975 года. Спустя десятилетие после некоторых поправок, уточненная версия закона предполагала последующее удвоение числа транзисторов каждые 24 месяца. Такая формулировка остается актуальной и до настоящего момента.
Итоговая формулировка закона: «Количество транзисторов на чипе (интегральной схеме) удваивается каждые 12 месяцев».
Физическая основа закона Мура — размерный скейлинг, т.е:
· масштабное уменьшение геометрических размеров микроэлектронных компонентов, при котором идет (как для отдельных приборов, так и всей схемы в целом):
o сохранение электрических характеристик;
o улучшение функциональных характеристик.
Возможность геометрического скейлинга микроэлектронных структур — технологическое и экономическое основание действия закона Мура (вплоть и до наших дней: см. рис. 1).
Рисунок 1. Зависимость степени интеграции от времени
Увеличение количества элементов на одном кристалле/чипе (то же самое, повышение степени интеграции) достигается, главным образом, за счет:
· уменьшения т.н. технологической нормы/техпроцесса/линейного разрешения литографического оборудования
(Раньше: техпроцесс «x нм» = длине затвора транзистора. С появлением «350-ти нанометрового процесса» коммерческие названия техпроцессов перестали соответствовать длине затвора.);
· и (в некоторой степени) за счет роста площади чипа.
Следуя закону Мура, полупроводниковая промышленность развивалась колоссальными темпами.
Пример:
· 1971 г.: представлен первый микропроцессор Intel 4004 — 2300 транзисторов. Производство — по технологии 10 мкм (10× 10-6 м).
· 2015 г. (через ~45 лет): процессор Intel Core i7 — ~1, 3 млрд. транзисторов.
В основе изготовления кристаллов — 14-ти нанометровый техпроцесс.
Бонус: Статья на тему. Вдруг пригодится: -)