AMD-Forscher präsentieren künftige High-Speed-Transistoren mit Leistungen in Rekordhöhe

(Auszug aus der Pressemitteilung)

Sunnyvale, Kalifornien, 9. Dezember 2003 – Auf dem IEEE

International Electron Devices Meeting 2003 (IEDM) in
Washington, DC, gab AMD weitere Details seiner revolutionären
SOI-Transistorentwicklung (Silicon-on-Insulator) der nächsten
Generation bekannt. Darüber hinaus lieferte das Unternehmen
neue Informationen über den erfolgreichen Einsatz seiner SOITechnologien
in aktuellen Mikroprozessoren.

“Dieser SOI-Transistor der nächsten Generation vereint auf
einzigartige Weise mehrere von AMDs bedeutendsten
Innovationen in einem Design. Dieses wichtige Ziel haben wir
im Rahmen unserer Forschungsarbeiten erreicht, um den
Anforderungen unserer Kunden nach Prozessoren mit
niedrigerer Verlustleistung und höherer Leistung heute und in
Zukunft gerecht zu werden,” so Craig Sander, AMDs Vice
President Process Technology Development.

Auf dem Weg zur kompletten 45-nm-Lösung
AMDs neue Transistorentwicklung soll viele der anspruchsvollsten
Herausforderungen überwinden, denen die Halbleiterbranche
bei 45-nm-Technologiegenerationen (oder 45-nm-
“Node”) gegenüber steht. Ein Nanometer (nm) ist der
milliardste Teil eines Meters.

“Bei der Verkleinerung der Transistorgeometrien entstehen bei
jeder neuen Technologiegeneration zusätzliche Herausforderungen.
Dabei ist die Reduzierung des Leckstromes im
ausgeschalteten Zustand des Transistors nur ein Problem.

Ebenso wichtig ist die Maximierung des Stromflusses im
eingeschalteten Zustand des Transistors,” so Ming-Ren Lin,
AMD Fellow. “Während sich die Forschungsarbeiten anderer
Unternehmen mit diesen Problemen meist auf individueller
Basis beschäftigen, adressiert AMDs Konzept alle
Herausforderungen als integriertes Ganzes.”

Der Branchen-Fahrplan für die Strukturverkleinerung
(International Technology Roadmap for Semiconductors)
prognostiziert, dass die effektiven Gate-Längen von Transistor-
Gates, die primären, für das Ein- und Ausschalten des Stromes
zuständigen Bestandteile eines Transistors, bis auf 20 nm
verkleinert werden müssen, um die gewünschten Leistungsvorgaben
bei der 45-nm-Generation zu erfüllen. Die kleinsten
Gate-Längen von AMDs leistungsfähigsten Mikroprozessoren
betragen derzeit etwa 50 nm.

“Die ehrgeizige Verkleinerung der Transistor-Gates ist
entscheidend, um ständig höhere Transistorleistungen zu
erzielen. Dieser Trend wird auch in Zukunft anhalten,” so Lin.
“Um die aktuelle Innovationsgeschwindigkeit beibehalten zu
können ist es unbedingt erforderlich, dass führende Hersteller
innovative Transistorstrukturen, wie die von AMD realisierte,
implementieren.”

Einzigartiges Multi-Gate Design
Während heutige Transistoren lediglich mit einem Gate
ausgestattet sind, nutzt AMDs neue Transistorentwicklung drei
Gates. Darüber hinaus beinhaltet das neue Transistordesign
mehrere Innovationen, die eine kontinuierliche Skalierung der
Transistor-Gates bis auf 20 nm und darunter ermöglichen.
Zugleich arbeitet die neue Transistorentwicklung mit höheren
Frequenzen als bisherige Transistoren sowie mit niedrigeren
Leckströmen. Ferner kommt AMDs neuer Transistor ohne so
genannte “High-k” Gate Dielektrika aus. Bei diesen konnten
negative Einflüsse auf die Transistorleistung nachgewiesen
werden.

“Bei unserer Transistorentwicklung greifen wir auf ein
strukturelles Konzept zurück und setzten konventionelle
Materialien in einer völlig neuen Weise ein, um eine bereits
demonstrierte Lösung mit 20-nm-Gate-Abmessungen zu
realisieren. Diese Art von Innovation ist nötig, um
Technologiefortschritte weit in die nächste Dekade hinein zu
erzielen,” so Lin.

AMDs neue Multi-Gate-Transistorentwicklung beinhaltet
folgende Technologien:

• Fully Depleted SOI (FDSOI): Die SOI-Technologie
  (Silicon-On-Insulator) der nächsten Generation, die
  Leistungssteigerungen und Energieeinsparungen bei
  heutigen SOIs ermöglicht.

• Metal Gates: Gates, die statt aus dem heute
  verwendeten Polysilizium aus Nickel-Silizid bestehen und
  den Stromfluss verbessern sowie unerwünschte
  Leckströme reduzieren.

• Locally Strained Channel: Ein revolutionärer Weg zur
  Anordnung fortschrittlicher Materialien in einer Form, die
  auf natürliche Weise die Atome innerhalb des
  elektrischen Pfads des Transistors “zieht” und Ströme
  besser fließen lässt.

AMDs Vorgehensweise hat Transistoren mit Leistungen in
Rekordbereichen hervorgebracht und Leckströme drastisch
verringert. Weitere technische Details über AMDs Multi-Gate-
Forschungsarbeiten, die auf der Konferenz präsentiert wurden,
gibt es im Internet unter www.amd.com/IEDM03_triple.

Die Vorteile der SOI-Technologie weiter ausbauen
AMDs SOI-Forschung der nächsten Generation baut auf den
aktuellen Erfolgen auf, die das Unternehmen beim Einsatz der
SOI-Technologie in AMDs Dresdner Fab 30 in der
Serienproduktion erzielt hat. Diese Erfolge hat AMD ebenfalls
auf der IEDM vorgestellt. Darüber hinaus wurden detaillierte
Informationen über SOI-Technologien herausgegeben, die die
Leistung von AMD64-Prozessoren verbessern und den
Energiebedarf reduzieren.

“SOI trägt wesentlich zu den Eigenschaften der AMD Opteron™
Prozessoren bei und erzielt bei minimiertem Energieverbrauch
eine führende 32- und 64-Bit-Performance,” so Sander.
“Niedrige Verlustleistung bedeutet weniger Wärme. Für ITMitarbeiter
in Unternehmen kann weniger Wärme einen
wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Total-Cost-of-
Ownership leisten und die Zuverlässigkeit steigern.”

Erstmals gab AMD auch Informationen über seine
Führungsposition bei der Einführung von “Low-k” Dielektrika
zur Steigerung der Schaltkreis-Performance bekannt. Diese
Low-k Materialien dienen zur Isolation der Kupfer-Leitbahnen,
die elektrische Signale über den Chip weiterleiten, und
reduzieren die zur Weiterleitung dieser Signale benötigte
Energie. AMD war eines der führenden Unternehmen bei der
Einführung von Low-k Materialien in die Serienproduktion.
Erstmals ist dies beim 130-nm-Prozess in AMDs Fab 30 erfolgt.

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