معنی لیتو گرافی سی پی یو چیست؟

در ابتدای امر دانستن معنی لیتو گرافی سی پی یو چیست؟ لازم است معنی چند کلمه را در ابتدا فرا بگیریم:

کلمه لیتو گرافی:

کلمه لیتو گرافی مشتق شده از دو واژه یونانی lithos (سنگ) و graphein (نوشتن) به معنای فرآیند نوشتن یا کشیدن نقاشی روی سنگ یا تخته است. این تکنیک از کنده کاری های سنگی باستانی گرفته تا سایر روش های چاپ و غیره استفاده می شود.

نانومتر:

آیا تا به حال مشخصات فنی لپ تاپ، تلفن یا رایانه شخصی خود را خوانده اید؟ اگر بله، پس اگر بله متوجه یک عبارت شده اید که به عددی نشان می دهد که عبارت “nm” در پسوند قرار می گیرد.

نانومتر (nm) در واقع یک واحد اندازه‌گیری بسیار دقیق طول است که از نانومتر در CPU برای اندازه‌گیری اندازه ترانزیستورهای سازنده یک پردازنده استفاده می‌شود. در یک CPU میلیاردها ترانزیستور وجود دارند که محاسبات را از طریق سیگنال‌های الکتریکی با خاموش/ روشن کردن انجام می دهد.

لیتوگرافی در سی پی یو ها با یک عدد بیان می‌شود. به عنوان مثال : لیتوگرافی پردازنده برابر 12 نانومتر است. اما بسیاری از کسانی که قصد خرید یک پردازنده را دارند معنی این عدد را متوجه نمیشوند…

لیتوگرافی سی‌پی‌یو در واقع به چه معناست؟

لیتوگرافی یک واژه یونانی به معنای سنگ نگاری است. لیتوگرافی در پردازنده به معنای فرآیند تولید و ساخت یک پردازنده و چاپ آن توسط دستگاه‌های مخصوص است.

اینکه اجزای یک سی‌پی‌یو با چه فاصله‌ای در کنار هم باشند و به چه نظم و آرایشی قرار بگیرند همه به لیتوگرافی پردازنده وابسته است. اگر لیتوگرافی در یک پردازنده برابر با 12 نانومتر باشد به معنای این است که اجزای سازنده آن پردازنده با فاصله 12 نانومتر از هم قرار گرفته اند.

12 نانومتر فاصله بسیار ناچیزی است و با چشم غیر مصلح قابل تشخیض نمی‌باشد. معمولا هر چه لیتوگرافی یک پردازنده کمتر باشد بهتر است. اما چرا؟!

مزیت های  عدد کمتر لیتوگرافی پردازنده چیست؟

همان‌طور که گفتیم، لیتوگرافی هرچه کمتر باشد بهتر است.

اما دلیل چیست؟

لیتوگرافی باعث بهبود چندین پارمتر می‌شود که عبارتند از :

• تعداد ترانزیستورها

هر چه لیتوگرافی پردازنده کمتر باشد یعنی فاصله اجزای آن کمتر است. پس شرکت‌های سازنده پردازنده می‌توانند در یک حجم مشخص تعداد بیشتری ترانزیستور قرار دهند که کارایی پردازنده را افزایش می‌دهد.

• توان مصرفی

با کاهش لیتوگرافی سی‌پی‌یو توان مصرفی آن نیز کاهش می‌یابد. با کاهش فاصله اجزای یک پردازنده مقاومت داخلی آن پردازنده کاهش می‌یابد و آن بخش از انرژی که به گرما تبدیل شده و هدر می‌رود کاهش پیدا می‌کند.

توجه داشته باشید لیتوگرافی کمتر همیشه موجب کاهش توان مصرفی نمی‌شود. به طور کلی کوچک کردن یک سیم مقاومت آن‌ را افزایش می‌دهد.

اما اگر کاهش لیتوگرافی با کاهش مقاومت سی‌پی‌یو همراه بود، توان مصرفی آن کاهش یافته و موجب بهبود عملکرد پردازنده خواهد شد.

• افزایش فرکانس پردازنده

با کم شدن لیتوگرافی سی‌پی‌یو اندازه خازن‌های آن کم شده و در نتیجه ظرفیت آن‌ها کمتر می‌شود. کمتر شدن ظرفیت یک خازن موجب شارژ و تخلیه سریع تر آن می‌شود. در نتیجه فرکانس و کلاک پردازنده افزایش پیدا می‌کند.

• هزینه ساخت

در ابتدای تولید یک لیتوگرافی پردازنده جدید و پشرفته، هزینه‌ها افزایش پیدا می‌کنند. زیرا فرآیندهای طراحی و تولید باید به روز رسانی شوند و همچنین دستگاهای جدیدی برای ساخت پردازنده جدید با لیتوگرافی به روز نیاز است. اما در ادامه هزینه تولید پردازنده‌ها کاهش پیدا می‌کند.

یکی از موادی که در ساخت پردازنده‌ها به کار گرفته می‌شود سیلیکون است. این ماده به صورت کاملاً خالص در آزمایشگاه‌ها بدست می‌آید و هزینه بالایی دارد. با پیشرفته‌تر شدن یک لیتوگرافی، تعدا ترانزیستورهای موجود در یک پردازنده افزایش یافته و در نتیجه سیلیکون مورد نیاز برای ساخت یک پردازنده کاهش می‌یابد. در نتیجه هزینه‌ ساخت یک پردازنده کاهش پیدا می‌کند.

لیتوگرافی سی‌پی‌یوهای اینتل

شرکت بزرگ اینتل (Intel) پرچمدار رقابت لیتوگرافی است. دیگر رقبای اینتل همچون AMD در زمینه لیتوگرافی از شرکت اینتل بسیار عقب‌تر هستند. آخرین لیتوگرافی سی‌پی‌یوهای اینتل لیتوگرافی 10 و 7 نانومتری این شرکت می‌باشد. در جدول زیر لیتوگرافی سی‌پی‌یوهای اینتل قرار داده شده است:

در جدول بالا لیتوگرافی سی‌پی‌یوهای اینتل از سال 2008 تا به امروز را مشاهده کردید. همان طور که گفته شد این کمپانی از نظر لیتوگرافی پردزانده از AMD بسیار جلوتر است اما ممکن است در آینده‌ای نه چندان دور این نتیجه تغییر کند و شرکت AMD با معرفی پردازنده‌های جدید خود از اینتل پیشی‌ بگیرد

معنی لیتو گرافی سی پی یو چیست؟ بررسی دقیق و تخصصی لیتو گرافی در صنعت:

در اینجا توضیحات زیادی در مورد لیتوگرافی در صنعت نیمه هادی ها وجود دارد و هیچ کدام از آنها واقعاً به اصل موضوع نمی پردازند. گره‌های تولیدی که کارخانجات ریخته‌گری را مدیریت می‌کنند برای ساخت تراشه‌هایی که فراتر از تراکم ترانزیستور در واحد سطح قابل ادغام هستند، حیاتی هستند.

عوامل مهم دیگری مانند مصرف، پیچیدگی ساخت و ساز، سوئیچینگ ترانزیستور (به ترتیب بر فرکانس ساعت تأثیر می‌گذارند) نیز به فرآیند فوتولیتوگرافی مورد استفاده بستگی دارد.

لیتوگرافی چیست؟ و عکاسی چیست؟

کلمه لیتوگرافی اغلب مترادف با فوتولیتوگرافی استفاده می شود. با این حال، تفاوت های جزئی در اصطلاح وجود دارد:

• لیتوگرافی: برگرفته از دو واژه یونانی lithos (سنگ) و graphein (نوشتن) به معنای فرآیند نوشتن یا کشیدن نقاشی روی سنگ یا تخته است. این تکنیک از کنده کاری های سنگی باستانی گرفته تا سایر روش های چاپ و غیره استفاده می شود. می توان آن را به روش های مختلفی اعمال کرد.
• فتولیتوگرافی: همانطور که از نام آن پیداست، نوعی لیتوگرافی است که با استفاده از نور برای انتقال الگوی مورد نیاز روی سطح نیمه هادی برای ایجاد IC و MEMS انجام می شود.

لیتوگرافی در صنعت نیمه هادی

فتولیتوگرافی یا لیتوگرافی فرآیندی است که در ساخت مدارهای مجتمع استفاده می شود. به لطف این تکنیک، الگوهای ایجاد شده در یک گراتیکول (برای دانستن گراتیکول چیست؟ اینجا کلیک کنید) یا ماسک عکس را می توان به سطح نیمه هادی منتقل کرد. برای این کار از یک فتوریست نیز استفاده می شود که به نور حساس است و خواص خود را بین مناطق در معرض و بدون نور تغییر می دهد.

به این ترتیب می توان از آن به عنوان ماسکی برای عملیات های دیگری که می خواهید فقط یک منطقه خاص را تحت تأثیر قرار دهید استفاده کرد.

ماسک‌ها معمولاً از کوارتز و کروم ساخته می‌شوند، برخی دیگر از مواد دیگری مانند یاقوت کبود، شیشه و سایر فلزات غیر از کروم استفاده می‌کنند. قطعات شیشه ای قسمت هایی هستند که اجازه عبور نور را می دهند و قطعات فلزی قسمت هایی هستند که سایه ایجاد می کنند.

البته، این ماسک ها بسیار بزرگتر از الگوهایی هستند که روی تراشه ها حک می شوند، اما آنها توسط یک سیستم بهینه سازی بسیار پیچیده کوچک شده اند.

در طول فرآیند لیتوگرافی، معمولاً برخی از مراحل اساسی انجام می شود، مانند:

اعمال رزین روی سطح این کار با استفاده از یک اسپینر یا ماشینی انجام می شود که میله را با RPM بالا می چرخاند و ماشین روباتیک دیگری که رزین مایع را روی میله می ریزد. این تضمین می کند که رزین به طور یکنواخت در کل سطح اعمال می شود و اضافی را از بین می برد.
مرحله بعدی این است که میله را از داخل یک اجاق عبور دهید و به آرامی آن را گرم کنید تا رزین روی زیرلایه نیمه هادی ثابت شود.

سپس نمایشگاه می آید. برای انجام این کار، ماسک (با الگوهایی مانند چاه‌های ترانزیستور، گیت‌ها، اتصالات درونی و غیره) بین منبع نور (لامپ‌ها، لیزرها، پرتوهای الکترونی و…) و ورق قرار می‌گیرد. نواحی شفافی که به نور اجازه عبور از رزین را می دهند، در حالی که مناطق سایه از تلاقی نور با رزین جلوگیری می کند.

اکنون حمله شیمیایی فرا می رسد، این مرحله ای است که در آن ناحیه در معرض یا در معرض دید (بسته به نوع مقاومت مثبت یا منفی) با استفاده از حمام اسید از بین می رود.

و در نهایت فرآیند لازم برای تولید آنچه که قرار است ایجاد شود فرا می رسد. به عنوان مثال، رسوب فلز برای ایجاد اتصالات متقابل در مناطق غیر ماسک، کاشت یون در میدان‌های دوپ نیمه هادی (N یا P)، اکسیداسیون برای تشکیل عایق، حفر “خندق” در بستر برای FinFET و غیره.

پس از آن، ماسک عکس غیر قابل جابجایی را می توان برداشت. قبلاً مأموریت خود را انجام داده است و از تأثیرگذاری فرآیند قبلی بر مناطقی که در آن حکاکی در نظر گرفته نشده بود جلوگیری کرده است.

این مراحل بارها و بارها تکرار می شوند تا زمانی که کل الگوی مدار مجتمعی که قرار است ایجاد شود، یعنی اجرای فیزیکی ریزمعماری، کامل شود.

برخی از فرآیندها برای ایجاد همه چیز از ترانزیستورهای روی زیرلایه نیمه هادی گرفته تا اولین لایه های متصل به هم که ترانزیستورها را به هم می پیوندند تا گیت های منطقی یا عناصر حافظه را تشکیل دهند تا لایه های میانی و بالایی که همه آن پایه ها را می بافند به چندین ماسک مختلف نیاز دارند.

قبل از پایان دادن به این بخش، می خواهم در مورد فناوری های نورپردازی مورد استفاده در فوتولیتوگرافی صحبت کنم. منابع نور متفاوت هستند و برای گره مهم هستند زیرا طول موج پرتو الکترومغناطیسی را تعیین می کنند، از نور مرئی گرفته تا برخی از نورهای رنگی، UV و حتی سایر تابش های با طول موج کم. دو فناوری اصلی در حال حاضر استفاده می شود:

DUV (فرابنفش عمیق):

با استفاده از UV عمیق، این تکنیک دارای طول موج های نوری بین 248 تا 193 نانومتر است که جزئیات را تا 50 نانومتر کاهش می دهد. تکنیک کاهش این اندازه نور 193 نانومتری و مایعات مختلف، OPC، PSM و … می باشد. می توان با استفاده از لیتوگرافی غوطه وری توسعه داد. برخی از برنامه های اخیر DUV توانسته اند به 157 نانومتر برسند و جزئیات کمتر از 32 نانومتر را ارائه دهند.

EUV (Extreme UltraViolet):

شامل یک تکنیک پیشرفته‌تر به نام نانولیتوگرافی است که می‌تواند از وضوح‌های پایین‌تر نیز استفاده کند. برای دستیابی به طول موج های بسیار کوتاهی در حد 13.5 نانومتر با استفاده از تکنیک هایی مانند NGL، به شدت به دریافت تابش UV وابسته است. EUV در حال حاضر برای ساخت تراشه های حافظه، CPU، GPU و در میان O استفاده می شود

برای دسترسی سریع تر کلیک کنید

نانومتر چیست؟

لیتو گرافی سی پی یو به چه معناست؟

مزیت عدد کمتر لیتو گرافی چیست؟

لیتو گرافی سی پی یو های اینتل

توضیح تخصصی کلمه لیتو گرافی