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半導体チップの配線プロセスはどこまで細くできるか

1 :オーバーテクナナシー:2010/02/25(木) 11:40:37 ID:GdjekVrG
現行の最新CPUやSSDのプロセスが34nm。
各社が次世代の18nmの製造ライン作りに着手中。

この先、どこまで微細化が可能か?


究極的に、分子1個の幅の金属線を作れたとして、そこに電気を流すことって可能なのか?
1個幅でもそれぞれの原子核を頼りに自由電子がちゃんと流れていくのか?

2 :オーバーテクナナシー:2010/02/25(木) 20:33:20 ID:0evRC9E0
配線しないで、光で飛ばす、というのもあるんでないの

3 :オーバーテクナナシー:2010/02/25(木) 22:07:29 ID:5eV6jRQs
>>1
ヒント:
漏れ電流、トンネル効果(言い換えれば波動関数のポテンシャルバリアへの
染み込み)
だいたい、18nmっていうと、原子数十〜百数十個分の距離。
>>2
18nm=可視光線波長の数十分の一。

4 :オーバーテクナナシー:2010/02/26(金) 10:13:13 ID:onDA7Ez7
>>2
1 たてに通すものを横に並べてどうする。
2 発信と受信の間に配線がいらなくなるといいたい
3 光同士なら、直交しても問題がない

5 :オーバーテクナナシー:2010/02/26(金) 10:25:25 ID:onDA7Ez7
ちなみに、0.32μがブルーレイのドット幅、320nmってことにナル
これで盤面に穴を開ける。

6 :オーバーテクナナシー:2010/02/26(金) 11:23:47 ID:1TM7kRs4
2〜30年前の本だったと思うけど、配線プリント用の光線の波長だかの限界でもうすぐ頭打ちになるとか書いてあったな
あの壁はどうなったんだろう

7 :オーバーテクナナシー:2010/02/26(金) 12:03:18 ID:NUM/wD8i
配線を細くしても隣の配線との絶縁距離が縮まらなきゃ意味がない、ってか却ってマイナス
絶縁材料の問題が常について回るんだな、ここまで来ると

8 :オーバーテクナナシー:2010/02/27(土) 04:31:19 ID:MEQ3LhZV
絶縁て量子効果で壁が薄いと物理的に貫通しちゃうから絶縁素材とか絶縁距離というより電圧の問題。

その話になると、トランジスタの低圧での駆動限界にかかわる問題になる。
>>2
それは試作の段階ではあるが、発光素子を外部に依存しているタイプだな、
シリコンウエハ上で自ら発光する部分までというのは無い。

IBMなどは紫外線領域で可視光が通過できないパイプの中を通す
実験で成功をしている。(もちろん半導体の内部で)内部の細さは100nmぐらい。(たしか2年ぐらい前)

>>6
NECなどは可視光での光ファイバーの送受信モジュレータを見た目3mm×10mm
の大きさの超小型タイプを開発していますね。可視光を使っている限り半導体内部には使えないけど。

超小型の簡単な回路で超高速伝送で光を使うには可視光で20cmから数十メートルぐらいかな?
半導体内部光配線になれば、長くても20cmていど届く光力があればいい。

IBMが実用化したのは光発光の変調やON/OFFトランジスタを作った
んじゃなくて、光シャッターというタイプ。たしか偏光させてシャッターする方式だったかも。

半導体で問題になっているのは、配線量が回路の面積を超えているってこと。
その超近距離配線の伝送路抵抗がそのまま熱になるわけで。これを光にできればって状況。
同じCPU内部の大容量L3キャッシュとCPUコアの間の通信経路や、
CPUコア間の通信を紫外線やX線の光で通信するって話が考えられている状況ですよ。
http://journal.mycom.co.jp/news/2007/12/07/003/index.html

http://www.tgdaily.com/files/images/stories/article_images/ibm/ibm_silicon_photonics.jpg
IBMが試作した大きさの断面図(まだ経路が太いね)

http://cdn.physorg.com/newman/gfx/news/hires/catchingthel.jpg
こんな技術もあるらしい。

9 :オーバーテクナナシー:2010/02/27(土) 04:42:38 ID:MEQ3LhZV
http://www.elpida.com/images/pr/2007-04-23_20stack-bonding.jpg
高集積化は三次元半導体よりも、スタック技術のほうが先だね。
東芝とかフラッシュメモリで構造の試作に成功はしたようだが、
それ以降のニュースはない。スタック型ならすでに製品がでているわけで。
発熱問題を解決すればこの流れは止められない。
まあ値段が下がらない点が問題だけど。
DDR3は1.8Vから始まり現状1.5V、すでに1.2Vぐらいのが出ていたと思う
低電圧になるほど発熱が減るのは必然である。
試作にしろ実際に読み書き実験ができる集積回路としての実績が
未だに発表がないから、三次元構造はまだ先だろうね。
量産化はその先だし、歩留まりも激しく悪そうだ。

10 :オーバーテクナナシー:2010/03/01(月) 02:42:38 ID:6F8RAHb3
保守

11 :オーバーテクナナシー:2010/03/03(水) 02:36:33 ID:EXgS61LO
保守

12 :オーバーテクナナシー:2010/03/07(日) 17:29:28 ID:0F/vepCK
>>6
そりはSOR光源(光と呼んで良いのか首をひねるが)だのエキシマーレーザーだの
いろいろ研究されてパス。もちろんそれに合わせたレジストだの超解像だのモロモロ。

13 :オーバーテクナナシー:2010/03/10(水) 12:03:51 ID:OwaHm2VX
チップ内で光通信?
可視光の波長の数十分の一のサイズの線路で光通信??????
X線でも使うつもりか?発熱や素子の劣化が半端じゃないな(笑)


14 :オーバーテクナナシー:2010/03/18(木) 22:07:40 ID:7p7Bn9K9
>>13
そりゃ量によるだろ。LEDだって単一で光らせていた頃は
発熱は問題じゃないが、照明機器で光らせると巨大な放熱部分が必要になるわけ
頭わるくねぇ?

そして通信路ですら、そんな光ファイバーみたいな長距離ではない、
現状の光ファイバーの数十万の1以下の通信の経路長ってことだ

CPU内部に配置されたキャッシュとかGPUとかの超近距離の通信に発熱?
その距離に何十ワットのX線通すつもりだよ?
せいぜマイクロワットのオーダーだろ。
通電した以上の発熱でもあるっていうのか?


15 :オーバーテクナナシー:2010/03/19(金) 01:34:11 ID:OqTwcxm2
>現状の光ファイバーの数十万の1以下の通信の経路長ってことだ

はぁ?数十万の1以下って何?www
まさか数十万分の1以下っていう意味かなwww

そうだとしても配線プロセスの数十nmを十万倍しても僅か数mmですが?
君は僅か数mm程度の通信に光ファイバーを使うのかね(笑)

現状、光ファイバーのエネルギーロスは1kmだろうが1nmだろうと殆んどかわらない、つまりほとんどゼロだよwww

他人に頭が悪いとか言いながら、ここまで自分の頭の悪さを晒す奴も珍しいな(爆笑)


16 :オーバーテクナナシー:2010/03/19(金) 01:53:33 ID:OqTwcxm2
あぁなるほど、例えば1兆分の1でも数十万分の1「以下」だったなwww
はて?それならどこから数十万分の1という言葉が出て来るのやら(笑)


17 :オーバーテクナナシー:2010/03/19(金) 07:59:56 ID:/7F4VEBv
>>15
> はぁ?数十万の1以下って何?www
> まさか数十万分の1以下っていう意味かなwww
何この文すげえwwww

18 :オーバーテクナナシー:2010/03/24(水) 07:58:41 ID:KcPxBRr2
>>15
>現状、光ファイバーのエネルギーロスは1kmだろうが1nmだろうと殆んどかわらない、つまりほとんどゼロだよwww
あたま変?
変わらないなら中継器は不要になる。
光増幅も不要となる。
変わらないっていう定義がバカと天才ではほとんど同じだっていう意味なら
わかるがw


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