22nm 与 28nm 工艺的比较

原创
2020/06/02 21:23
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今天有朋友问我,22nm比28nm面积小多少。我说30%吧。他说,这么小?我说,30%都说多了。

注:以下资料来自公开信息,仅做一个与28nm大致的比较。

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22FDX工艺分一下几个flavor。

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与28nm相比,功耗更低,性能更强。还能通过正负偏压来进行功耗和性能的这种,但是采用偏压的话也不是没有成本。要有额外的IP来提供偏压所需的正负压。

With FinFETs relegated to the leading-edge-pure-digital niche, GF says FD-SOI provides the best path for cost-sensitive applications (which is everything else, right?!). Their pitch: 22FDX offers the industry’s lowest operating voltage (0.4 volt), enabling ultra-low dynamic power consumption, less thermal impact, and smaller end-product form-factors. Plus it delivers a 20 percent smaller die size and 10 percent fewer masks than 28nm, as well as nearly 50 percent fewer immersion lithography layers than foundry FinFET

上述资料中所说的0.4v,需要进行Forward Body Bias,否则variation太大。总体功耗会降低,但是leakage占比可能会增加很多,这个是需要注意的地方。

With body-biasing, 22FD-ulp delivers greater than 70 percent power reduction compared to 0.9 volt 28nm HKMG, as well as performance equivalent to FinFET

与28nm相比,更大的优势在于功耗和性能。并可以通过正负偏压(FBB RBB)来进行功耗和性能的折中。当然采用偏压的话也不是没有成本,需要有额外的IP来提供所需的电压。

end

综上, 相较于28nm,优势在于性能和功耗。面积的下降有限,约为20%。

mask层数减少。从成本上并不一定比28低,这个还要看能拿到的晶圆的价格。

在工艺选择时,除了成本,往往还需要考虑产品的迭代。

例如,intel的cpu采用的tick tock模式。工艺与架构交替更新换代。如果采用22nm的话,工艺可能很难在提高。即使GF的12nmFDX研发成功,基本上这个工艺也就到头了。


本文分享自微信公众号 - 白山头讲IC(gray_mount)。
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