Az eFuse működése
A cég bejelentése szerint az újonnan kifejlesztett technológia segítségével lehetővé válik az integrált áramkörök kapcsolásának külső, illetve emberi beavatkozás nélküli módosítása, tehát egyúttal az órajel állítása, a belső hibák kijavítása és a fogyasztás csökkentése is.
Az eFuse nevű szabadalmaztatott technológia az IC-gyártásban használatos külső biztosítékokat váltja ki, amelyek többek között limitált miniatürizálhatóságukkal és lassú programozhatóságukkal akadályozták a további fejlődést. Az új fejlesztés alapját mikroszkopikus méretű biztosítékok és egy különleges szoftver alkotja, amelyek együttműködve változtatni képesek a chip működésén. Mindezek alapján az IBM a chipek tervezésének, gyártásának és alkalmazásának alapvető megváltozását jósolja.
Az eFuse működése
„Az eFuse hasonlóan alakítja át az áramkör kapcsolását, mint ahogy az autópályák forgalmát szabályozzák a sávlezárások és az újonnan megnyitott sávok” – mondja Dr. Bernard Meyerson, az IBM Sytems and Technology Group igazgatója. Az IC-k bonyolultságának és a tranzisztorok számának növekedésével egyre nagyobb valószínűséggel történik hiba a gyártási folyamat során, azaz előfordulhat, hogy egy vagy több tranzisztor egyáltalán nem vagy helytelenül működik. A hibák kijavítására évtizedek óta a chipen kívül elhelyezett biztosítékokat használnak, amelyek hiba esetén kikapcsolhatták az áramkörből a hibás részt, illetve helyettesíthették az elveszett biteket. A chipek méretcsökkentése során azonban egyrészt a poliszilícium biztosíték átvágására szolgáló széndioxid-lézer hullámhossza nem tette lehetővé a biztosítékok méretének arányos csökkentését, másrészt a chip sérülését elkerülendő a biztosítékokat külön blokkban kellett tárolni. Ezek mellett ráadásul a gyártás során jelentkező hibákat kiküszöbölő javítások napokat is igénybe vehettek.
Az IBM technológiája választ ad a fenti problémákra. A biztosíték egy anód és egy katód között elhelyezkedő, alig 1 mikron hosszú és 0,1 mikron széles fémszilicid átkötés, melynek programozására az egyébként káros elektronmigrációs folyamatot használják, amely során az átfolyó áramot alkotó negatív töltésű elektronok vonzást gyakorolnak a rácsban elhelyezkedő, pozitív töltésű ionokra, ez az „elektronszél” pedig gyakran elmozdítja ezeket a fémes ionokat, szigetelővé téve ezáltal az ionmentes régiót – a biztosíték tehát elektromosan megszakad. Természetesen a folyamat nem visszafordítható, a többszöri programozhatóság a biztosítékok számának növelésével érhető el.
eFuse technológia alkalmazásával felépített chip keresztmetszeti képe
Az IBM szabadalma többek között arra vonatkozik, hogy a biztosítékok programozására szolgáló áramok annak ellenére ne tegyenek kárt a chip többi részében, hogy maguk a biztosítékok a chip belsejében, a legmegfelelőbb helyeken, mintegy szétszórva helyezkednek el. A biztosítékok ennek érdekében kizárólag sorosan programozhatóak, azonban mivel darabonként 0,2 milliszekundum elegendő, a hibajavítás nagyságrendekkel gyorsabb a megelőző technológiánál (a Power5 288 Mbites SRAM cache-ének hibajavítására körülbelül 35 000 eFuse szolgál).
Az IBM közleménye szerint az eFuse IC-kbe építése gyakorlatilag semmiféle pluszköltséggel, illetve gyártástechnológiai problémával nem jár, így az IBM 90 nanométeres (CU-08) ASIC könyvtárában teljesen kiváltotta a hagyományos biztosítékokat, a 128 biztosítékból és a vezérlőlogikából álló VHDL blokk könnyedén elhelyezhető bármely új tervezésű ASIC-ben.
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
