El término contracción del troquel (a veces contracción óptica o contracción de proceso ) se refiere al escalado de dispositivos semiconductores de óxido metálico (MOS). El acto de encoger un troquel crea un circuito algo idéntico utilizando un proceso de fabricación más avanzado , que normalmente implica un avance de nodos litográficos . Esto reduce los costos generales para una empresa de chips, ya que la ausencia de cambios arquitectónicos importantes en el procesador reduce los costos de investigación y desarrollo y, al mismo tiempo, permite fabricar más matrices de procesador en la misma pieza de oblea de silicio , lo que resulta en un menor costo por producto. vendido.
La reducción de matrices es la clave para bajar los precios y mejorar el rendimiento en empresas de semiconductores como Samsung , Intel , TSMC y SK Hynix , y en fabricantes sin fábrica como AMD (incluida la antigua ATI ), NVIDIA y MediaTek .
Los ejemplos en la década de 2000 incluyen la reducción del procesador Emotion Engine de PlayStation 2 de Sony y Toshiba (de 180 nm CMOS en 2000 a 90 nm CMOS en 2003), [1] los procesadores con nombre en código Cedar Mill Pentium 4 (de 90 nm CMOS a CMOS de 65 nm ) y procesadores Penryn Core 2 (de CMOS de 65 nm a CMOS de 45 nm ), los procesadores con nombre en código Brisbane Athlon 64 X2 (de 90 nm SOI a 65 nm SOI ), varias generaciones de GPU de ATI y NVIDIA, y varias generaciones de chips de memoria RAM y flash de Samsung, Toshiba y SK Hynix. En enero de 2010, Intel lanzó los procesadores Clarkdale Core i5 y Core i7 fabricados con un proceso de 32 nm , en comparación con un proceso anterior de 45 nm utilizado en iteraciones anteriores de la microarquitectura del procesador Nehalem . Intel, en particular, anteriormente se centraba en aprovechar la reducción de troqueles para mejorar el rendimiento del producto a una cadencia regular a través de su modelo Tick-Tock . En este modelo de negocio , a cada nueva microarquitectura (tock) le sigue una reducción del troquel (tick) para mejorar el rendimiento con la misma microarquitectura. [2]
La contracción de matrices es beneficiosa para los usuarios finales, ya que al encoger una matriz se reduce la corriente utilizada por cada transistor que se enciende o apaga en dispositivos semiconductores , manteniendo al mismo tiempo la misma frecuencia de reloj de un chip, lo que genera un producto con menos consumo de energía (y, por lo tanto, menos producción de calor). , mayor margen de frecuencia de reloj y precios más bajos. [2] Dado que el costo de fabricar una oblea de silicio de 200 mm o 300 mm es proporcional al número de pasos de fabricación y no proporcional al número de chips en la oblea, los encogimientos del troquel amontonan más chips en cada oblea, lo que resulta en menores Costos de fabricación por chip.
En las fabricaciones de CPU, la contracción del troquel siempre implica un avance a un nodo litográfico según lo definido por ITRS (ver lista). Para la fabricación de GPU y SoC , la contracción del troquel a menudo implica reducir el troquel en un nodo no definido por el ITRS, por ejemplo, los nodos de 150 nm, 110 nm, 80 nm, 55 nm, 40 nm y más actualmente de 8 nm, a veces denominados como "medios nodos". Se trata de un recurso provisional entre dos nodos litográficos definidos por el ITRS (por lo tanto, denominado "reducción de medio nodo") antes de que se produzca una mayor reducción a los nodos inferiores definidos por el ITRS, lo que ayuda a ahorrar costos adicionales de I+D. La elección de realizar reducciones de matriz a nodos completos o seminodos recae en la fundición y no en el diseñador del circuito integrado.
