عملية 45 نانومتر

وفقًا لخارطة الطريق الدولية لتكنولوجيا أشباه الموصلات ، فإن عملية 45 نانومتر هي عقدة تكنولوجيا MOSFET تشير إلى متوسط ​​نصف المسافة بين دبابيس خلية الذاكرة المصنعة في الفترة الزمنية 2007-2008 تقريبًا.

بدأت شركتا ماتسوشيتا وإنتل الإنتاج الضخم  لرقائق 45 نانومتر في أواخر عام 2007، وبدأت شركة AMD إنتاج  رقائق 45 نانومتر في أواخر عام 2008، بينما أكملت شركات IBM وإنفينون وسامسونج وتشارترد سيميكوندكتور منصة معالجة مشتركة بتقنية  45 نانومتر. في نهاية عام 2008، كانت شركة SMIC أول شركة صينية لأشباه الموصلات تنتقل إلى تقنية 45 نانومتر  ، بعد حصولها على ترخيص عملية التصنيع الضخمة بتقنية 45  نانومتر من شركة IBM. وفي عام 2008، انتقلت شركة TSMC  إلى تقنية 40 نانومتر.

تُعدّ العديد من أحجام العناصر الأساسية أصغر من الطول الموجي للضوء المستخدم في الطباعة الحجرية (أي 193  نانومتر و248  نانومتر). وتُستخدم تقنيات متنوعة، مثل العدسات الأكبر حجمًا، لإنتاج عناصر ذات أبعاد دون الطول الموجي. كما تمّ إدخال تقنية الطباعة المزدوجة  للمساعدة في تقليص المسافات بين العناصر، خاصةً عند استخدام الطباعة الحجرية الجافة. ومن المتوقع أن يتمّ نقش المزيد من الطبقات باستخدام الطول الموجي 193 نانومتر عند عقدة 45  نانومتر. ومن المتوقع أيضًا استمرار نقل الطبقات التي كانت سابقًا غير متماسكة (مثل المعدن 4 والمعدن 5) من الطول الموجي 248  نانومتر إلى 193 نانومتر، مما سيؤدي على الأرجح إلى زيادة التكاليف، نظرًا للصعوبات التي تواجه استخدام المواد المقاومة للضوء  عند الطول الموجي 193  نانومتر .

أبدت شركات تصنيع الرقائق في البداية مخاوفها بشأن إدخال مواد عازلة عالية السماحية (κ) في بنية البوابة، بهدف تقليل كثافة تيار التسريب . مع ذلك، أعلنت كل من شركتي IBM وإنتل، في عام 2007، عن امتلاكهما حلولاً تعتمد على مواد عازلة عالية السماحية وبوابات معدنية، وهو ما تعتبره إنتل تغييراً جذرياً في تصميم الترانزستور . ^{[ 1 ]} كما بدأت شركة NEC أيضاً بإنتاج مواد عازلة عالية السماحية.

• في عام 2004، عرضت شركة TSMC خلية ذاكرة SRAM بمساحة 0.296 ميكرومتر مربع بتقنية 45  نانومتر . وفي عام 2008، انتقلت TSMC إلى عملية تصنيع بتقنية 40 نانومتر. ^{[ 2 ]} 
• في يناير 2006، عرضت شركة إنتل خلية ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) بمساحة 0.346 ميكرومتر مربع بتقنية 45  نانومتر .
•  في أبريل 2006، عرضت شركة AMD خلية SRAM بمساحة 0.370 ميكرومتر مربع بتقنية 45 نانومتر.
• في يونيو 2006، كشفت شركة تكساس إنسترومنتس عن خلية SRAM بمساحة 0.24 ميكرومتر مربع بتقنية 45  نانومتر، وذلك بمساعدة تقنية الطباعة الحجرية بالغمر .
• في نوفمبر 2006، أعلنت شركة UMC أنها طورت  شريحة SRAM بحجم خلية أقل من 0.25 ميكرومتر مربع باستخدام الطباعة الحجرية الغمرية والعوازل منخفضة κ .
• في عام 2006، طورت شركة سامسونج  عملية تصنيع بدقة 40 نانومتر. ^{[ 3 ]}

أما التقنيات التي تلت  تقنية 45 نانومتر فهي تقنيات 32  نانومتر و 22  نانومتر ثم 14  نانومتر .

بدأت شركة ماتسوشيتا للصناعات الكهربائية الإنتاج الضخم لأنظمة الدوائر المتكاملة على رقاقة (SoC) للأجهزة الاستهلاكية الرقمية القائمة على  تقنية معالجة 45 نانومتر في يونيو 2007.

قامت شركة إنتل بشحن أول  معالج لها بتقنية 45 نانومتر، وهو سلسلة Xeon 5400، في نوفمبر 2007.

ظهرت تفاصيل كثيرة حول معالج Penryn في منتدى مطوري إنتل في أبريل 2007. ويُطلق على خليفته اسم Nehalem . تشمل التطورات المهمة ^{[ 4 ]} إضافة تعليمات جديدة (بما في ذلك SSE4 ، المعروفة أيضًا باسم تعليمات Penryn الجديدة) ومواد تصنيع جديدة (أهمها مادة عازلة أساسها الهافنيوم ). تتميز عملية تصنيع إنتل بتقنية 45 نانومتر بكثافة ترانزستورات تبلغ 3.33 مليون ترانزستور لكل مليمتر مربع (MTr/mm2). ^{[ 5 ]}

أصدرت شركة AMD معالجاتها Sempron II و Athlon II و Turion II و Phenom II (بترتيب تصاعدي عام للأداء)، بالإضافة إلى معالجات Shanghai Opteron  التي تستخدم تقنية تصنيع 45 نانومتر في أواخر عام 2008.

يحتوي جهاز Xbox 360 S ، الذي تم إصداره في عام 2010، على معالج زينون مصنّع بتقنية 45  نانومتر. ^{[ 6 ]}

قدم طراز PlayStation 3 Slim محرك Cell Broadband Engine بتقنية 45  نانومتر. ^{[ 7 ]}

 في مؤتمر IEDM 2007، تم الكشف عن المزيد من التفاصيل التقنية لعملية تصنيع إنتل بتقنية 45 نانومتر. ^{[ 8 ]}

نظرًا لعدم استخدام الطباعة الحجرية بالغمر هنا، فإن عملية تشكيل النمط الضوئي أكثر صعوبة. لذا، تُستخدم طريقة التشكيل المزدوج  بالقطع الخطي خصيصًا لهذه العملية بتقنية 45 نانومتر. كما يُستخدم لأول مرة مواد عازلة ذات ثابت عزل كهربائي عالٍ (κ) لمعالجة مشكلات تسرب البوابة. أما بالنسبة لعقدة 32  نانومتر ، فستبدأ شركة إنتل باستخدام الطباعة الحجرية بالغمر .

•  مسافة البوابة 160 نانومتر (73% من  جيل 65 نانومتر)
•  تشير مسافة العزل البالغة 200 نانومتر (91% من  جيل 65 نانومتر) إلى تباطؤ في تقليص مسافة العزل بين الترانزستورات
• الاستخدام المكثف للنحاس المعدني الوهمي والبوابات الوهمية ^{[ 9 ]}
• طول البوابة 35  نانومتر (نفس طول  بوابة الجيل 65 نانومتر)
•  سمك أكسيد مكافئ يبلغ 1 نانومتر، مع  طبقة انتقالية بسمك 0.7 نانومتر
• عملية البوابة الأخيرة باستخدام السيليكون متعدد التبلور الوهمي وبوابة معدنية دمشقية
• تربيع نهايات البوابة باستخدام طبقة ثانية من المقاوم الضوئي ^{[ 10 ]}
• 9 طبقات من أكسيد مطعّم بالكربون ووصلات نحاسية ، والأخيرة عبارة عن طبقة سميكة "لإعادة التوزيع".
• نقاط التلامس ذات شكل مستطيلات أكثر من كونها دائرية للوصلات المحلية
• عبوة خالية من الرصاص
• تيار تشغيل ترانزستور nFET 1.36  مللي أمبير/ميكرومتر
•  تيار تشغيل pFET يبلغ 1.07 مللي أمبير/ميكرومتر، أسرع بنسبة 51% من  جيل 65 نانومتر، مع حركة ثقوب أعلى نتيجة لزيادة نسبة الجرمانيوم من 23% إلى 30% في مواد SiGe المدمجة

في دراسة هندسة عكسية أجرتها شركة Chipworks عام 2008، ^{[ 11 ]} كُشف أن وصلات الخنادق تشكلت كطبقة "معدن-0" من التنجستن تعمل كوصلة محلية. كانت معظم وصلات الخنادق عبارة عن خطوط قصيرة موازية للبوابات تغطي الانتشار، بينما كانت وصلات البوابات عبارة عن خطوط أقصر موجهة عمودياً على البوابات.

كُشف مؤخراً ^{[ 12 ]} أن معالجي Nehalem و Atom الدقيقين يستخدمان خلايا SRAM تحتوي على ثمانية ترانزستورات بدلاً من الستة التقليدية، وذلك لتحسين استيعاب تغيير الجهد. وقد نتج عن ذلك زيادة في المساحة تتجاوز 30%.

• أصدرت شركة ماتسوشيتا معالج Uniphier  بتقنية 45 نانومتر في عام 2007. ^{[ 13 ]}
• معالجات Intel من نوع Wolfdale و Wolfdale-3M و Yorkfield و Yorkfield XE و Penryn التي تباع تحت العلامة التجارية Core 2 .
• معالجات الجيل الأول من سلسلة Intel Core i3 و i5 و i7 مثل Clarksfield و Bloomfield و Lynnfield .
• معالجات Diamondville و Pineview هي معالجات Intel مزودة بتقنية Hyper-Threading وتباع تحت العلامة التجارية Intel Atom .
• معالجات AMD رباعية النواة Thuban ( Phenom II ) وCallisto وHeka وPropus وDeneb وZosma ( Phenom II ) وShanghai ( Opteron )، ومعالجات ثنائية النواة Regor ( Athlon II )معالجات كاسبيان ( توريون 2 ) المحمولة ثنائية النواة.
• معالج زينون في طراز Xbox 360 S.
• محرك النطاق العريض الخلوي من سوني/توشيبا في جهاز بلاي ستيشن 3 سليم – سبتمبر 2009.
• سامسونج S5PC110، والمعروف أيضًا باسم الطائر الطنان .
• سلسلة أجهزة OMAP 3 و 4 من شركة Texas Instruments .
• IBM POWER7 و z196
• سلسلة Fujitsu SPARC64 VIIIfx
• معالج IBM " إسبرسو " الخاص بجهاز Wii U.

• باناسونيك تبدأ الإنتاج الضخم لمعالج SoC من الجيل 45 نانومتر
• عملية تصنيع Intel بتقنية 45 نانومتر جاهزة للاستخدام
• هل ستنتقل شركة إنتل إلى تقنية 45 نانومتر في وقت أقرب من المتوقع؟
• شركات تصنيع الرقائق الإلكترونية تستعد لمواجهة تحديات التصنيع
• خلية ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) بتقنية 45 نانومتر من إنتل
• تحديث من AMD
• مناقشة على موقع سلاش دوت حول تسمية عمليات n nm
• تقنية 45 نانومتر من إنتل
• تقنية إنتل 45 نانومتر في معرض IEDM
• شرح مفصل لعملية التصنيع بتقنية 45 نانومتر