Couverture ElectroniqueS n°127

Les premiers circuits en technologie Cmos 45 nm sortiront des usines dans la deuxième partie de l'année. Il s'agira de microprocesseurs multic&oelig;urs pour Intel et de circuits basse consommation pour TSMC. Les acteurs dans cette technologie seront toutefois peu nombreux en 2008. Composé de hafnium et grilles métalliques pour les uns, diélectrique intermétallique ultra-faible k et silicium contraint* (ou étiré) au niveau du canal pour les autres, lithographie optique à 193 nm avec immersion, SOI et/ou combinaison des unes et des autres, pour d'autres encore : les technologies pour le 45 nm sont variées mais prêtes, du moins si l'on en croit les annonces des acteurs en présence. Les grands clans réunissant plusieurs sociétés de semiconducteurs pour faire des économies d'échelle sont désormais constitués ; la production est annoncée. Avec à la clé des circuits toujours plus denses – on parle d'un doublement de complexité à taille de puce égale –, plus rapides, avec un gain en performances atteignant 30 % et/ou moins gourmands en énergie (jusqu'à 40 % de réduction de consommation).Les deux premiers à se jeter dans l'arène, qui semblent par ailleurs être parmi les rares à ne pas s'être rangés sous la bannière d'une grande coalition (voir encadré ci-dessous), seront Intel et TSMC. Les deux sociétés ont prévu de lancer une production dans la deuxième moitié de l'année, Intel pour ses propres besoins, TSMC pour ceux de ses clients, notamment du secteur des circuits pour terminaux portables, avec Texas Instruments en tête de file.Généralisation de la production 45 nm courant 2008La plupart des autres grands acteurs engagés dans le développement technologique devraient lancer la production dans le courant de l'année prochaine. Cela aurait dû être le cas pour STMicroelectronics, Freescale Semiconductor et NXP qui ont commencé à développer ensemble une filière 45 nm dans le cadre de l'Alliance Crolles 2.Suivant une approche similaire à celle d'Intel, IBM a développé, avec ses partenaires AMD, Sony et Toshiba, des transistors à grille métallique et diélectrique fort k. Ils seront introduits dans sa technologie Cmos 45 nm pour une production en volume en 2008. L'un des avantages mis en avant par IBM réside dans la possibilité d'introduire ce nouveau type de transistor sans modifier fondamentalement les procédés ou les équipements de fabrication. Pour améliorer les performances de leurs microprocesseurs, IBM et AMD ont aussi développé une technologie Cmos 45 nm sur substrat SOI avec diélectrique intermétallique ultrafaible k et photolithographie en immersion. Les deux partenaires utilisent également du silicium contraint, ce qui leur a permis d'augmenter de 80 % le courant dans les transistors canal p et de 24 % dans les transistors canal n.UMC affirme de son côté avoir résolu des problèmes clés de production en 45 nm en réalisant une Sram intégrant des cellules mémoire de seulement 0,25 µm2. UMC compte démarrer une production pilote l'an prochain et assure obtenir, par rapport à son procédé 65 nm actuel, une réduction d'encombrement de 50 % et une amélioration de performances de 30 %.CMOS 45 nm : C'est parti !Au cours des dix-huit derniers mois, Intel, UMC et Texas Instruments ont déjà présenté des prototypes de circuits en technologie Cmos 45 nm, en particulier sous forme de mémoires Sram pour les deux premiers. Aujourd'hui, il ne s'agit plus de prototypes mais de véritables produits.Intel a ainsi annoncé début mars la commercialisation, dans la seconde moitié de l'année, des processeurs de sa famille Penryn. Ces circuits à deux ou quatre c&oelig;urs seront fabriqués en technologie Cmos 45 nm, une technologie dans laquelle le numéro un mondial des semiconducteurs envisage d'investir près de 8 milliards de dollars. A terme, quatre usines, trois aux Etats-Unis et une en Israël, devraient être qualifiées 45 nm chez Intel.Le numéro un des semiconducteurs vient d'être rejoint par le numéro un de la fonderie. TSMC vient ainsi d'introduire un premier écosystème 45 nm (kit de conception, bibliothèques…) destiné à la production de circuits dans cette technologie dès le mois de septembre.IBM et ses alliés tablent, eux, sur un début de production en 2008, ce qui est également le cas pour UMC.Deux grands clans et des “ isolés ”À côté d'Intel, TSMC et UMC qui semblent faire cavaliers seuls (ce qui était également le cas pour Texas Instruments jusqu'à cette génération), on retrouve deux grands clans pour le développement des technologies Cmos 45 nm et moins. Notons toutefois que TSMC participe au programme de R&D de l'Imec et qu'il travaille en étroite symbiose avec certains de ses clients. C'est également le cas d'UMC.L'un de ces deux clans, auquel participent AMD, Chartered Semiconductor, Infineon, Qimonda, Samsung, Sony et Toshiba, est constitué autour d'IBM. Big Blue est l'élément moteur de cette alliance qui prévoit de démarrer la production en technologie Cmos 45 nm au milieu de l'année prochaine. Cette production se fera sur les sites d'IBM à East Fishkill et d'AMD à Dresde.Les deux Japonais précités sont aussi partie prenante d'un vaste programme de R&D regroupant les principaux fournisseurs nippons sous l'égide du gouvernement japonais (voir EI n° 625). Ce programme de R&D, doté d'un budget de 90 milliards de yens, court sur cinq ans et est financé en partie par le consortium Selete. Créé en 1996 dans le but de développer des technologies de production permettant de produire des circuits intégrés sur tranches de 300 mm de diamètre, ce dernier réunit onze fabricants avec, outre Toshiba et Sony Renesas, Nec Electronics et Fujitsu pour les principaux.Un troisième clan, l'Alliance Crolles 2, a aujourd'hui du plomb dans l'aile même si les trois partenaires (STMicroelectronics, Freescale et NXP) affirment officiellement qu'ils iront jusqu'au bout du développement de leur technologie Cmos 45 nm fin 2007. Cette technologie sera-t-elle mise en production un jour et par qui ? Le mystère reste entier.Des circuits plus denses, plus rapides et plus sobresEn technologie CMOS 45 nm, ce processeur double c&oelig;ur a une surface de 107 mm2, 25 % plus petite, donc, qu'en Cmos 65 nm.Grâce à la technologie développée par IBM, il sera possible d'intégrer 48 Mo de Dram sur un processeur Cmos 45 nm.Ce processeur en technologie CMOS 45 nm a été développé conjointement par IBM, Sony et Toshiba.

Les clans du 45 nm sont constitués, les produits arrivent

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