p>В рамках прошедшего мероприятия Intel Architecture Day 2020 компания Intel представила новую версию технологического процесса с 10-нм нормами, получившую название SuperFin. Как обещают разработчики, этот техпроцесс позволяет компании качественно улучшить параметры 10-нм полупроводниковых устройств. Утверждается, что SuperFin — это самый удачный в истории Intel опыт оптимизации имеющегося техпроцесса, эффект от которого можно сравнивать с настоящим переходом к более «тонким» нормам.

Понятно, что за этими бравурными заявлениями кроется некоторая доля саморекламы, призванная скрыть неспособность Intel в ближайшее время перейти к настоящему 7-нм техпроцессу, который был отложен на 2022 или даже 2023 год. Тем не менее, новый техпроцесс 10 нм SuperFin позволяет улучшить производительность транзисторов на 15-20 % относительно базового 10-нм техпроцесса, применяемого при изготовлении процессоров семейства Ice Lake. И такой прогресс сравним с эффектом, достигнутым четырёхкратным улучшением 14-нм техпроцесса от первых сделанных по этой технологии процессоров Broadwell вплоть до наиболее современных Cooper Lake (то есть до 14++++ нм).

Технология 10 нм SuperFin впервые найдёт применение в мобильных процессорах нового поколения Tiger Lake, которые уже находятся в стадии массового производства и начнут поставляться клиентам в преддверии рождественских праздников.

В случае Tiger Lake новая производственная технология позволяет добиваться более высоких тактовых частот при более низком напряжении питания и лучшей энергетической эффективности, что в сумме даёт возможность использования более широкого диапазона тактовых частот и напряжений. Как ожидается, пиковые частоты Tiger Lake окажутся в районе 5,0 ГГц, в то время как максимальная частота существующих 10-нм процессоров Ice Lake составляет лишь 4,1 ГГц.

Технология 10 нм SuperFin включает в себя усовершенствования в строении классических FinFET-транзисторов совместно с изменениями в металлических межсоединениях. На уровне транзисторов эти улучшения включают сразу несколько вещей. Во-первых, увеличение напряженности в кристаллической структуре эпитаксиальной плёнки на истоке и стоке, что даёт снижение сопротивлений и увеличение тока через канал. Во-вторых, улучшение структуры затвора, которое позволяет ускорить движение носителей заряда через канал транзистора. И в-третьих, возможность увеличения шага затворов для лучшей масштабируемости частоты при росте напряжений.

Что касается металлических соединений, то для них предусматривается применение новых вариантов барьерных диэлектриков, которые имеют меньшую толщину и позволяют снизить сопротивление межслойных соединений на величину до 30 %. Кроме того, попутно достигнуто пятикратное увеличение ёмкостного сопротивления между металлическими слоями, что выливается в снижение падения напряжения при росте тока vdroop и, соответственно, в общее улучшение стабильности полупроводникового устройства. Новый диэлектрик при этом имеет многослойную тонкоплёночную структуру и составлен из нескольких материалов с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости среды, где каждый слой имеет толщину в несколько ангстрем. Стоит отметить, что такой диэлектрик Intel внедрила впервые в отрасли, и в этом плане технология 10 нм SuperFin превосходит все имеющиеся техпроцессы других производителей.