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互联(BEOL)

集成电路中各元件之间的总线、noc和其他形式的连接。
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描述

无论是ASIC、ASSP还是SoC,互连都是复杂集成电路的核心。

互连是制造过程中最困难的步骤之一,特别是在高级工艺节点上,需要连接更多的金属层,无论是内部还是外部。在130纳米之前,互连是由铝制成的。在那之后,它们主要是铜。铜线的电阻比铝线低40%左右,从而使处理器速度提高15%。

但随着导线不断缩小,人们对RC(电阻-电容)延迟的担忧也在增加。推动电子穿过越来越细的电线,通常是更长的电线,已经接近极限,这引发了关于高迁移率材料的讨论。Imec的数据显示,仅举一个例子就可以说明互连的复杂性,设备中电线的总长度大约翻了一番,从2009年的每平方厘米约2000公里增加到今天的每平方厘米约4000公里。到2024年,这一数字可能达到1.4万。该测量仅包括前五层金属中的导线。

为了帮助解决RC问题,芯片制造商正在转向新材料,如互连中的钴(Co)和钌(Ru)。这一举措还可能需要新的晶圆制造工具技术。但目前尚不清楚新的解决方案能否阻止这一令人不安的趋势。


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