¿Cómo es posible insertar millones de transistores en un solo chip?

Answer 1

Hagamos una comparación de orden de magnitud. Si el tamaño de la característica de un transistor es 22nm, supongamos que es un cuadrado de 22nmx22nm = 484nm ^ 2.

Si un chip tiene un área de matriz de semiconductores utilizable de 1 cm ^ 2:

1cm ^ 2% 484nm ^ 2 = 1e-4% 4.84e-16 (convertido a m ^ 2) = 206,611,570,247 ~ 206611 millones de transistores.

De acuerdo, Wiki dice que un puente de hiedra Intel i7 2013 tiene 1,860,000,000 de transistores

Si dividimos nuestro resultado anterior con esto, parece que estamos apagados por un factor de 111x.

de http://ieeexplore.ieee.org/ieee_pilot/articles/96jproc02/96jproc02-pease/article.html

Hasta ahora, solo hemos tenido en cuenta el área verde del (centro) de la máscara de fotolitografía. Para ilustrar la respuesta de Loring Chien, las almohadillas rojas de contacto (exterior) suelen ser grandes para garantizar contactos suaves y confiabilidad. La estructura es 9 veces más grande que el área del dispositivo del transistor.

Luego está el resto de la metalización, (cables) que se ejecutan en múltiples niveles y se apilan. De hecho, es una maravilla cómo lograron apilar tantas conexiones y, por supuesto, este trabajo lo realiza en gran medida una gran granja de computadoras, trabajando en esto durante semanas. Solo los diseñadores humanos manejan la delicadeza y los toques especiales en esta etapa.

Answer 2

Los transistores pueden ser muy pequeños cuando se usan en circuitos de bajo voltaje y baja corriente de señalización. Claramente, la potencia en cada transistor debe estar en el rango de unos pocos microvatios si tiene un millón de transistores, la mayoría de los paquetes de chips IC pueden deshacerse de más de 10 W, incluso si tiene un disipador de calor con aletas grandes en la parte superior. Muchos chips de CPU tienen cientos de millones de transistores.

Por lo tanto, cada transistor puede ser bastante pequeño. La exposición fotográfica de alta precisión y el grabado se utilizan para depositar y crear las capas de conexión. La imagen proyectada puede tener una resolución de tamaño de la característica de unos pocos (10-20) nanómetros. Dibujar un transistor puede caber fácilmente dentro de 50 x 50 nm, por lo que es posible colocar una gran cantidad (cientos de millones) de transistores en un chip de .25 x .25 “, así como las pistas conductoras necesarias para conectarlos.

Answer 3

Intel tiene un nuevo video que muestra visualmente cómo:

Answer 4

Puedes comenzar en: Circuito integrado – Wikipedia

y tómalo desde allí.

Como holandés, me enorgullece decir que el mayor fabricante de máquinas de fotolitografía para fabricar semiconductores está establecido en los Países Bajos. Se llama ASML.

Answer 5

Me pasa todos los días. Muchos chips tienen millones de transistores en ellos.