Intel 45nm工艺全面解析

●　行业内的技术突破 —— Intel  45nm  High-k + Metal Gate介质引入

　　随着竞争对手的Phenom II 处理器的上市，45nm工艺再一次的成为了玩家及用户们讨论的热点。对于45nm工艺，玩家们可能早已是耳熟能详，不过比较Intel和AMD来说，在工艺上还是有着截然不同之处。

　　Intel公司于45纳米Penryn家族处理器中首度引入High-k技术。此种以hafnium铬元素为基础物质的新型材料不但拥有良好的绝缘性，且比传统二氧化硅栅介质更为厚实，能够进一步控制晶体管的漏电率。当然，由于High-k晶体管栅介质与现有晶体管栅极并不兼容，因此Intel公司亦同时拿出新型晶体管栅极材料，使得晶体管内部源极到漏极之间的驱动电流增加20%以上，不仅能够有效提升晶体管效能，亦能够使得晶体管内部源极到漏极之间的漏电率降低5倍左右。

45纳米新型High-k + Metal Gate介质与传统材料之比较

　　High-k栅介质与Metal Gate栅极的引入能够使得晶体管漏电率较之传统材料降低10倍以上，与65nm制程工艺相比能够在相同耗能下提升20%的时钟频率亦或是在相同时钟频率下拥有更低的耗能。45纳米晶片每秒钟能够进行约三千亿次的开关动作，在以铜与low-k材料搭配组成的内部连接线的作用下，晶片开关速度能够提升20%且耗电量降低30%。这一点在我们之前对Intel 45nm处理器的多次评测中都有着非常明显的表现。

Intel公司45纳米High-k + Metal Gate介质示意图

　　值得一提的是，在于用于连接硅晶片与基板的内部连接点第一层内5%左右的焊锡中，Intel公司以锡、银、铜的合金取代现有铅、锡为主的焊锡，并宣布于45纳米High-k + Metal Gate产品中全面采用100%无铅工艺制造，对于拥有复杂硅晶片连接结构的处理器技术而言，替换其连接材料绝非易事，Intel公司为此耗费了大量的精力，但其意义无疑是相当深远的。