CPU的45纳米工艺是指什么？

英特尔45纳米高K半导体制程技术全称为英特尔45纳米高K金属栅硅制程技术。该技术突破性的采用金属铪制作具有高K特性的栅极绝缘层，是半导体行业近40年来的重要创新。英特尔的65纳米制程升级为45纳米制程技术并非以往升级所带来的量变，而是脱胎换骨的飞跃。凭借制程的创新，英特尔迈出TICK-TOCK产品发展战略稳健的又一步，并拉开了半导体行业发展的历史新篇章。这一创新再次延续了摩尔定律，使之在未来10年继续有效。

随着英特尔45纳米半导体制程技术揭开神秘面纱，一系列采用该技术的服务器、工作站及台式机处理器同期发布。较前代产品，新产品在性能、能耗比以及经济性方面有显著提高，并将在正式发布后向市场供货。

预览英特尔45纳米制程技术创新

英特尔45纳米高k金属栅极晶体管技术

英特尔45纳米高k金属栅极晶体管技术是英特尔制造晶体管的新方法，它以一种具有高k特性的新材料作为“栅极电介质”，并采用了一种新型金属材料作为晶体管的“栅极”。向这些新材料组合的转变，标志着40多年来晶体管制造方式最重大的变革。

采用英特尔45纳米高k晶体管的优势

全新英特尔45纳米高k晶体管方案通过缩小晶体管的体积解决了漏电率问题。它能降低晶体管的漏电率，帮助英特尔的工程师们在提供更高性能的同时降低处理器的能耗。同时，笔记本电脑用户也将发现，漏电率的降低使得能耗也随之减少，电池的使用时间更长了。

英特尔在新制程技术中采用的新材料

高k材料基于一种名为铪的元素，而不是以往的二氧化硅；而晶体管栅极则由两种金属元素组成，取代了硅。多数晶体管和芯片仍基于先进的英特尔硅制程技术制造。新的方案中结合了所有这些新材料，是英特尔提升处理器性能的独特手段。

采用金属铪的价值所在

铪是元素周期表中的72号元素，也是一种金属材料。它呈银灰色，具有很高的韧性和防腐性，化学特性类似于锆。英特尔之所以在45纳米晶体管中采用铪来代替二氧化硅，是因为铪是一种较厚（thicker）的材料，它能在显著降低漏电量的同时，保持高电容来实现晶体管的高性能。这项创新技术引导我们推出了新一代45纳米处理器，并为我们将来生产体积更小巧的处理器奠定了基础。

半导体制造的制程节点，那么也就是指所谓"XXnm"的节点的意思。这里面有多方面的问题，一是制造工艺和设备，一是晶体管的架构、材料。晶体管的制造只是前端而已，集成电路的后端，包括互联等等，也是每个技术节点都会进步的一大课题，这部分我也完全不懂，所以不涉及。

首先回答技术节点的意思是什么。常听说的，诸如，台积电16nm工艺的Nvidia GPU、英特尔14nm工艺的i5，等等，这个长度的含义，具体的定义需要详细的给出晶体管的结构图才行，简单地说，在早期的时候，可以姑且认为是相当于晶体管的尺寸。

为什么这个尺寸重要呢？因为晶体管的作用，简单地说，是把电子从一端(S)，通过一段沟道，送到另一端(D)，这个过程完成了之后，信息的传递就完成了。因为电子的速度是有限的，在现代晶体管中，一般都是以饱和速度运行的，所以需要的时间基本就由这个沟道的长度来决定。越短，就越快。这个沟道的长度，和前面说的晶体管的尺寸，大体上可以认为是一致的。但是二者有区别，沟道长度是一个晶体管物理的概念，而用于技术节点的那个尺寸，是制造工艺的概念，二者相关，但是不相等。

在微米时代，一般这个技术节点的数字越小，晶体管的尺寸也越小，沟道长度也就越小。但是在22nm节点之后，晶体管的实际尺寸，或者说沟道的实际长度，是长于这个数字的。比方说，英特尔的14nm的晶体管，沟道长度其实是20nm左右。

半导体技术就是以半导体为材料，制作成组件及集成电路的技术。在周期表里的元素，依照导电性大致可以分成导体、半导体与绝缘体三大类。最常见的半导体是硅（Si），当然半导体也可以是两种元素形成的化合物，例如砷化镓（GaAs），但化合物半导体大多应用在光电方面。

绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的，因此电子产业又称为半导体产业。半导体技术最大的应用是集成电路（IC），举凡计算机、手机、各种电器与信息产品中，一定有 IC 存在，它们被用来发挥各式各样的控制功能，有如人体中的大脑与神经。

如果把计算机打开，除了一些线路外，还会看到好几个线路板，每个板子上都有一些大小与形状不同的黑色小方块，周围是金属接脚，这就是封装好的 IC。如果把包覆的黑色封装除去，可以看到里面有个灰色的小薄片，这就是 IC。

如果再放大来看，这些 IC 里面布满了密密麻麻的小组件，彼此由金属导线连接起来。除了少数是电容或电阻等被动组件外，大都是晶体管，这些晶体管由硅或其氧化物、氮化物与其它相关材料所组成。整颗 IC 的功能决定于这些晶体管的特性与彼此间连结的方式。

半导体技术的演进，除了改善性能如速度、能量的消耗与可靠性外，另一重点就是降低制作成本。降低成本的方式，除了改良制作方法，包括制作流程与采用的设备外，如果能在硅芯片的单位面积内产出更多的 IC，成本也会下降。所以半导体技术的一个非常重要的发展趋势，就是把晶体管微小化。当然组件的微小化会伴随着性能的改变，但很幸运的，这种演进会使 IC 大部分的特性变好，只有少数变差，而这些就需要利用其它技术来弥补了。

半导体制程有点像是盖房子，分成很多层，由下而上逐层依蓝图布局迭积而成，每一层各有不同的材料与功能。随

着功能的复杂，不只结构变得更繁复，技术要求也越来越高。与建筑物最不一样的地方，除了尺寸外，就是建筑物是一栋一栋地盖，半导体技术则是在同一片芯片或同一批生产过程中，同时制作数百万个到数亿个组件，而且要求一模一样。因此大量生产可说是半导体工业的最大特色 。

把组件做得越小，芯片上能制造出来的 IC 数也就越多。尽管每片芯片的制作成本会因技术复杂度增加而上升，但是每颗 IC 的成本却会下降。所以价格不但不会因性能变好或功能变强而上涨，反而是越来越便宜。正因如此，综观其它科技的发展，从来没有哪一种产业能够像半导体这样，持续维持三十多年的快速发展。

半导体制程是一项复杂的制作流程，先进的 IC 所需要的制作程序达一千个以上的步骤。这些步骤先依不同的功能组合成小的单元，称为单元制程，如蚀刻、微影与薄膜制程；几个单元制程组成具有特定功能的模块制程，如隔绝制程模块、接触窗制程模块或平坦化制程模块等；最后再组合这些模块制程成为某种特定 IC 的整合制程

。