AMD、NVIDIA同的28nm工艺分析

AMD的“南方群岛”(Southern Islands)、NVIDIA的“开普勒”(Kepler)都确定会使用台积电28nm新工艺,但因为工艺成熟度、发布策略的方面的原因,又不是完全相同的28nm工艺。最开始的时候,两家自然都想使用28nm HKMG HP高性能版本,但可惜台积电不太争气,这种工艺仍然很不成熟,基本上要到2012年第一季度才能就绪。AMD显然等不了那么久,于是转而采用另外一个版本:28nm HKMG HPL。这种工艺同样使用了HKMG(高K金属栅极)技术,兼顾高性能与低功耗特点。报告显示,首批投入台积电新工艺怀抱的Xilinx Kintex-7 FPGA芯片使用的正是这种版本。其实台积电28nm工艺还有第三种版本28nm SiON LP,是真正的低功耗工艺,也没有了HKMG,而是继续使用上代40nm工艺中的SiON绝缘层,只适合那些功耗很低的小型芯片。NVIDIA开普勒因为流处理器频率较高,整体功耗也偏高等因素,仍然不得不继续等待28nm HKMG HP高性能工艺,再加上传闻中性能未达预期水准,推迟到2012年上半年发布就很自然了。AMD Radeon HD 7000系列显卡的布局已经比较明晰。最低端的是Lombok Radeon HD 7670/7570,继续使用VLIW4架构,主要用来搭配APU进行加速。往上有Thames Radeon HD 7790/7850/7870、Tahiti Radeon HD 7970/7950以及单卡双芯的New Zealand Radeon HD 7990,都会使用下一代全新的图形与计算架构。高端型号加全新架构一般都需要高性能工艺来辅佐,而AMD这次敢为它们使用中档的新工艺,是否意味着功耗都相当低?发布进度方面,Lomlok低端核心有可能是最先出炉的,毕竟从工艺上最好对付。不知道其它高端核心是否会后续改用真正的高性能工艺呢?

使用台积电28nm HKMG HPL工艺的Xilinx Kintex-7芯片剖面图

  

栅极平面图

  

Intel 45nm和台积电28nm HPL NMOS晶体管

  

Intel 45nm和台积电28nm HPL PMOS晶体管