从10μm到45nm！英特尔CPU工艺发展史

● 新的起点—45nm处理器即将诞生

    目前Intel两年一跟换工艺，在65nm工艺处理器全面上市后，Intel再次提升了CPU的制作工艺，将在本月16号推出其首款45nm Penryn处理器。全新45nm Penryn家族共有7名成员，包括双核心桌面处理器Wolfdate、四核心桌面处理器Yorkfield、双核心行动处理器 Penryn、双核心Xeon DP处理器 Wolfdate DP、四核心 Xeon DP处理器Harpertown、双核心 Xeon MP处理器Dunnington DC及四核心Xeon MP处理器Dunnington QC。

Intel首款45nm Penryn处理器QX9650

    Penryn双核心版本内建 4.1 亿个晶体管，四核心则有8.2亿个晶体管，微架构经强化后，在相同频率下较上代Core产品拥有更高性能，同时L 2 Cache容量亦提升50%，明显提高数据读取执行的命中率。此外，亦加入47条全新Intel SSE4指令，提高媒体性能和实现高性能运算应用。

    另外，由于深知漏电问题将会阻碍芯片和个人计算机的设计、大小、耗电量、噪声与成本开发，因此，新一代Penryn处理器家族将采用全新材料制作的45nm晶体管绝缘层(insulating wall)和开关闸极 (switching gate)，减低晶体管漏电(electrical leakage)情况。

    为能达到大幅降低漏电情形且可同时提升效能目标，Intel采用被称为High-k的新材料制作晶体管闸极电介质(transistor gate dielectric)，而晶体管闸极的电极 (transistor gate electrode)也将搭配采用全新金属材料组合，增加驱动电流20%以上，不仅提升晶体管效能，同时源极 - 汲极 (source-drain) 漏电也可减少逾5倍，明显改善晶体管耗电量。这样，在目前来说还是很的控制了漏电问题。

● 45nm究竟有多小？ 

    由于nm不像厘米和毫米，肉眼即可来量度察看，多数人对于nm可能没有概念，其实1米约相为10亿nm，相比1947年贝尔实验室 (Bell Labs) 第一颗晶体管大到可以握在手中，而数百颗45 nm晶体管加起来，才相等于1个红血球细胞的表面积那么点大，可想而知从1947年生产的第一个晶体管到现在60年来电晶体技术的进步十分神速。

    如果日常用品以nm作为直径量度单位，小钉子约等于2千万nm，3 万余颗 45 nm晶体管加起来只有针头大小，约为 150 万nm左右。1 人类毛发约等于9万nm，2 千多颗 45 nm晶体管加起来才相当于人类一根毛发的宽度，连看不到的细菌，原来它的直径也有2,000nm，因此，肉眼要看到45nm晶体管，必须需要非常先进的显微镜工具才能达成。

    [结语]：目前，45纳米制造工艺即将成为市场的主流，未来最大的挑战是32纳米，以及更高级的22纳米。据悉，英特尔已经计划于2009年推出32纳米的处理器产品。

    随着处理器芯片集成晶体数量的变化，工艺的变化也会随之调整，那么，未来32纳米制造工艺，无疑将成为先进技术的代表，相比而言它体积更小，性能更高。但同时，要实现32纳米制造工艺必须解决各个方面的诸多技术难题。未来32纳米制造工艺面临的挑战依然严峻。 <