عملية 10 نانومتر

تصنيع الأجهزة شبه الموصلة
قياس MOSFET ( عقد العملية )
0 20 ميكرومتر  – 1968 0 10 ميكرومتر  – 1971 00 6 ميكرومتر  – 1974 00 3 ميكرومتر  – 1977  1.5 ميكرومتر  – 1981 00 1 ميكرومتر  – 1984 800 نانومتر  – 1987 600 نانومتر  – 1990 350 نانومتر  – 1993 250 نانومتر  – 1996 180 نانومتر  – 1999 130 نانومتر  – 2001 0 90 نانومتر  – 2003 0 65 نانومتر  – 2005 0 45 نانومتر  – 2007 0 32 نانومتر  – 2009 0 28 نانومتر  – 2010 0 22 نانومتر  – 2012 0 14 نانومتر  – 2014 0 10 نانومتر – 2016 00 7 نانومتر  – 2018 00 5 نانومتر  – 2020 00 3 نانومتر  – 2022
مستقبل 00 2 نانومتر  ~ 2025
نصف العقد كثافة سيموس Device (multi-gate) Moore's law Transistor count Semiconductor Industry Nanoelectronics
v t e

في تصنيع أشباه الموصلات ، تحدد خريطة الطريق التكنولوجية الدولية لأشباه الموصلات (ITRS) " عملية 10 نانومتر " على أنها عقدة تكنولوجيا MOSFET التي تتبع عقدة "14 نانومتر" .

منذ عام 1997 على الأقل، تم تسمية "عقد العمليات" على أساس تسويقي بحت، وليس لها علاقة بالأبعاد الموجودة في الدائرة المتكاملة؛ ^[1] لا يبلغ طول البوابة أو خطوة المعدن أو خطوة البوابة في جهاز "10 نانومتر" عشرة نانومتر. ^{[2] [3] [4]} على سبيل المثال، عمليات " 7 نانومتر " لشركة GlobalFoundries مماثلة من حيث الأبعاد لعملية "10 نانومتر" لشركة Intel. ^[5] تقع عمليات "10 نانومتر" لشركة TSMC وSamsung في مكان ما بين عمليات "14 نانومتر" و"10 نانومتر" لشركة Intel في كثافة الترانزستور . كثافة الترانزستور (عدد الترانزستورات لكل مليمتر مربع) أكثر أهمية من حجم الترانزستور، حيث لم تعد الترانزستورات الأصغر تعني بالضرورة تحسين الأداء أو زيادة في عدد الترانزستورات. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تعتمد جميع عمليات الإنتاج "10 نانومتر" على تقنية FinFET (ترانزستور تأثير المجال الزعنفي)، وهو نوع من تقنية MOSFET متعددة البوابات وهي تطور غير مستوٍ لتقنية CMOS السليكونية المستوية . بدأت شركة Samsung لأول مرة إنتاج رقائق "10 نانومتر" في عام 2013 لرقائق ذاكرة الفلاش متعددة المستويات (MLC) ، ثم تلتها أنظمة SoC الخاصة بها باستخدام عملية 10 نانومتر في عام 2016. بدأت شركة TSMC الإنتاج التجاري لرقائق "10 نانومتر" في عام 2016، وبدأت شركة Intel لاحقًا إنتاج رقائق "10 نانومتر" في عام 2018. ^{[ بحاجة لتحديث ]} 

كان الاسم الأصلي الذي أطلقته ITRS على عقدة التكنولوجيا هذه هو "11 نانومتر". ووفقًا لإصدار 2007 من خريطة الطريق، فمن المتوقع أن يكون نصف الملعب (أي نصف المسافة بين الميزات المتطابقة في مجموعة) لذاكرة DRAM بحلول عام 2022 هو 11  نانومتر .

في عام 2008، قال بات جيلسنجر ، الذي كان يشغل آنذاك منصب كبير مسؤولي التكنولوجيا في شركة إنتل، إن إنتل رأت "طريقًا واضحًا" نحو عقدة "10 نانومتر". ^{[6] [7]}

في عام 2011، أعلنت شركة سامسونج عن خططها لتقديم  عملية "10 نانومتر" في العام التالي. ^{[8] [ بحاجة لتحديث ]} في عام 2012، أعلنت شركة سامسونج عن شرائح ذاكرة فلاش eMMC التي يتم إنتاجها باستخدام عملية "10 نانومتر". ^[9] 

اعتبارًا من عام 2018، كان "10 نانومتر" كما كان مفهومًا بشكل عام في الإنتاج عالي الحجم في شركة سامسونج فقط . تخطت شركة GlobalFoundries "10 نانومتر"، ^{[ بحاجة لتحديث ]} لم تبدأ شركة Intel بعد إنتاج "10 نانومتر" عالي الحجم، بسبب مشكلات العائد، ^{[ بحاجة لتحديث ] واعتبرت} شركة TSMC " 10 نانومتر" عقدة قصيرة العمر، ^[10] مخصصة بشكل أساسي للمعالجات لشركة Apple خلال الفترة 2017-2018، وانتقلت إلى " 7 نانومتر " في عام 2018. ^{[ بحاجة لتحديث ]}

هناك أيضًا تمييز يجب إجراؤه بين "10 نانومتر" كما يتم تسويقها من قبل المصانع و "10 نانومتر" كما يتم تسويقها من قبل شركات DRAM.

في أبريل 2013، أعلنت شركة سامسونج أنها بدأت الإنتاج الضخم لشرائح ذاكرة فلاش متعددة المستويات (MLC) باستخدام عملية "10 نانومتر"، والتي، وفقًا لمجلة تومز هاردوير، عرّفتها سامسونج بأنها "عقدة تقنية عملية في مكان ما بين 10 نانومتر و20 نانومتر". ^[11] في 17 أكتوبر 2016، أعلنت شركة سامسونج للإلكترونيات عن الإنتاج الضخم لشرائح SoC عند "10 نانومتر". ^[12] كان التحدي الرئيسي المعلن للتكنولوجيا في ذلك الوقت هو النمط الثلاثي لطبقتها المعدنية. ^{[13] [14] [ بحاجة لتحديث ]} 

بدأت شركة TSMC الإنتاج التجاري لشرائح "10 نانومتر" في أوائل عام 2016، قبل الانتقال إلى الإنتاج الضخم في أوائل عام 2017. ^[15]

في 21 أبريل 2017، بدأت شركة سامسونج في شحن هاتفها الذكي Galaxy S8 ، والذي استخدم إصدار الشركة من معالج "10 نانومتر". ^{[16] [ بحاجة لتحديث ] في 12 يونيو 2017، سلمت شركة Apple أجهزة} iPad Pro اللوحية من الجيل الثاني التي تعمل بشرائح Apple A10X التي تنتجها شركة TSMC باستخدام عملية FinFET "10 نانومتر". ^[17]

في 12 سبتمبر 2017، أعلنت شركة أبل عن إطلاق Apple A11 ، وهو نظام 64 بت قائم على ARM على شريحة، تم تصنيعه بواسطة شركة TSMC باستخدام عملية FinFET "10 نانومتر"، ويحتوي على 4.3 مليار ترانزستور على شريحة بقياس 87.66 مم ² .

في أبريل 2018، أعلنت شركة إنتل عن تأخير الإنتاج الضخم لوحدات المعالجة المركزية "10 نانومتر" حتى وقت ما في عام 2019. ^[18] في يوليو، تم تحديد الوقت المحدد بشكل أكبر ليكون موسم العطلات. ^[19] في غضون ذلك، ومع ذلك، فقد أصدرت الشركة شريحة محمولة منخفضة الطاقة "10 نانومتر"، وإن كانت حصرية للأسواق الصينية مع تعطيل جزء كبير من الشريحة. ^{[20] [ بحاجة لتحديث ]}

في يونيو 2018، في مؤتمر VLSI 2018، أعلنت شركة Samsung عن عمليتي "11LPP" و"8LPP". كانت "11LPP" عبارة عن هجين يعتمد على تقنيتي "14 نانومتر" و"10 نانومتر" من Samsung. كانت "11LPP" تعتمد على تقنية BEOL "10 نانومتر"، وليس تقنية BEOL "20 نانومتر" مثل "14LPP". كانت "8LPP" تعتمد على عملية "10LPP". ^{[21] [22] [ بحاجة لتحديث ]}

أطلقت شركة Nvidia وحدات معالجة الرسوميات من سلسلة GeForce 30 في سبتمبر 2020. وقد تم تصنيعها في ذلك الوقت على إصدار مخصص من عملية "8 نانومتر" من شركة Samsung، والتي تسمى "Samsung 8N"، بكثافة ترانزستور تبلغ 44.56 مليون ترانزستور لكل مم 2. ^{[ 23] [24] [ بحاجة لتحديث ]}

	القواعد الأساسية لجهاز المنطق ITRS (2015)		سامسونج					شركة تايوان لصناعة الرقائق	إنتل
اسم العملية	16/14 نانومتر	11/10 نانومتر	10LPE (10 نانومتر)	10LPP (10 نانومتر)	8LPP (8 نانومتر)	8LPU (8 نانومتر)	8LPA (8 نانومتر)	10FF (10 نانومتر)	10 نانومتر [25]	10 نانومتر SF (10 نانومتر) [أ]
كثافة الترانزستور (MTr / mm2 )	مجهول	مجهول	51.82 [22]		61.18 [22]		مجهول	52.51 [27]	100.76 [28] [ب]
خطوة بوابة الترانزستور (نانومتر)	70	48	68		64		مجهول	66	54
خطوة الربط (نانومتر)	56	36	51		مجهول		مجهول	44	36
خطوة زعنفة الترانزستور (نانومتر)	42	36	42				مجهول	36	34
ارتفاع زعنفة الترانزستور (نانومتر)	42	42	49		مجهول		مجهول	42	53
سنة الإنتاج	2015	2017	إنتاج الربع الرابع من عام 2016 [30]	إنتاج الربع الرابع من عام 2017 [31]	إنتاج 2018	إنتاج المخاطر لعام 2018 إنتاج عام 2019 [32]	إنتاج 2021	إنتاج المخاطر لعام 2016 [15] إنتاج عام 2017 [15]	إنتاج 2018 ( بحيرة كانون ) [33]	إنتاج 2020 ( بحيرة النمر ) [34]

يُشار أيضًا إلى خطوة بوابة الترانزستور باسم CPP (خطوة البولي المتصل) ويشار أيضًا إلى خطوة التوصيل البيني باسم MMP (أدنى خطوة معدنية). أفادت شركة Samsung أن عملية "10 نانومتر" الخاصة بها بها خطوة بوابة ترانزستور 64 نانومتر وخطوة توصيل 48 نانومتر. أفادت شركة TSMC أن عملية "10 نانومتر" الخاصة بها بها خطوة بوابة ترانزستور 64 نانومتر وخطوة توصيل 42 نانومتر. كشف مزيد من التحقيق الذي أجرته Tech Insights أن هذه القيم خاطئة أيضًا، وقد تم تحديثها وفقًا لذلك. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديث ارتفاع زعنفة الترانزستور لعملية "10 نانومتر" الخاصة بشركة Samsung بواسطة MSSCORPS CO في SEMICON Taiwan 2017. ^{[35] [36] [37] [38] [39]} قررت شركة GlobalFoundries عدم تطوير عقدة "10 نانومتر"، لأنها اعتقدت أنها ستكون قصيرة العمر. ^[40] كانت عملية "8 نانومتر" الخاصة بشركة سامسونج في ذلك الوقت هي آخر عملية تستخدم فيها الشركة الطباعة الحجرية DUV بشكل حصري. ^{[41] [ بحاجة لتحديث ]}

بالنسبة لصناعة ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية، غالبًا ما يتم استخدام مصطلح "فئة 10 نانومتر" ويشير هذا البعد عمومًا إلى نصف الملعب للمنطقة النشطة. ^{[ بحاجة لمصدر ]} تكون هياكل المسبك "10 نانومتر" أكبر بكثير بشكل عام. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

بشكل عام، يشير مصطلح "فئة 10 نانومتر" إلى ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية بحجم ميزة 10-19 نانومتر، وقد تم تقديمه لأول مرة حوالي  عام 2016. اعتبارًا من عام 2020، كان هناك ثلاثة أجيال من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية "فئة 10 نانومتر": 1x نانومتر (19-17 نانومتر، الجيل الأول)؛ 1y نانومتر (16-14 نانومتر، الجيل الثاني)؛ و1z نانومتر (13-11 نانومتر، الجيل الثالث). ^[42] تم تقديم الجيل الثالث من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية "1z" لأول مرة حوالي  عام 2019 بواسطة شركة سامسونج ، وقد تم ذكره في البداية أنه تم إنتاجه باستخدام الطباعة الحجرية ArF دون استخدام الطباعة الحجرية EUV؛ ^{[43] [44]} وقد استخدم الإنتاج اللاحق الطباعة الحجرية EUV. ^[45]

ما بعد 1z أطلقت شركة سامسونج على عقدتها التالية (الجيل الرابع من فئة "10 نانومتر") اسم "D1a" (من المتوقع في ذلك الوقت أن يتم إنتاجها في عام 2021)، وما بعد ذلك "D1b" (من المتوقع في ذلك الوقت أن يتم إنتاجها في عام 2022) ^{[ بحاجة لتحديث ]} ؛ بينما أشارت شركة ميكرون ^{[ بحاجة لتحديث ]} إلى "العقد" التالية باسم "D1α" و"D1β". ^[46] أعلنت شركة ميكرون عن شحن كميات كبيرة من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية من فئة 1α في أوائل عام 2021. ^[47]

سبقه 14 نانومتر

عمليات تصنيع MOSFET

تلاها 7 نانومتر