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Titolo: CMOS vs Bipolari

Mi sto documentando un po' sul processo produttivo delle C.P.U., solo un
po' P.Sartor e GTREVIZE se rispondete andateci piano ;-) e ho scoperto
che i CMOS prima maniera raggiungevano difficilmente le poche decine di
Mhz mentre i bipolari, pur usando molto + silicio salivano estremamente
+ facilmente.
Ora mi chiedo
- x' nessuno usa tecnologia bipolare se non per le ingombranti cpu
quantomeno per i vari coprocessori sparsi per il PC.
- come hanno fatto i CMOS a raggiungere il Ghz ( alcuni chip e memorie
di IBM )
Grazie a tutti quelli che risponderanno,
                                                            Lorenzo

 di IBM )
Investimenti in ricerca, in passato hanno puntato sui CMOS e
sono riusciti ad ottimizzarli fino a tal punto.
Abbassamento della tensione di lavoro, che forse per i bipolari
non e` cosi` facile.
bye,
--
  Piergiorgio Sartor
  Sony International (Europe) GmbH
  European R&D Stuttgart
  Advanced TV Group              Tel.: 
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  Stuttgart Technology Center    FAX: 
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  Stuttgarter Strasse 106        e-mail: 
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  D-70736 Fellbach, Germany

 di IBM )
be, in realta' se ti fai due conticini vedi che la cosa dipende da alcuni
parametri fisici (lunghezza del canale, spessore dell'ox, mobilita' delle
cariche, etc..) e elettrici (Vds, Vg, etc), per cui si cerca di migliorare
sotto tutti questi aspetti.
in particolare il funzionamento dei MOS attuali e' in genere del tipo "a
canale elettricamente corto" (sorry, un po' troppo lungo da spiegare....)
per migliorare le cose dal punto di vista elettrico, mentre ci sono state
anche applicazioni del MOS a canale sepolto che serve a migliorare alcuni
parametri fisici come la mobilita'.
cmq direi che il parametro fondamentale e' la lunghezza di canale (e
conseguentemente lo spessore dell'ox, se si vuole scalare a pot cost).
oh, appro, in realta' ci sono in giro anche celle MOS (be'... non proprio
esattamente MOS, cmq sorvoliamo) che arrivano a freq di commutazione di
80GHz. se ti interessa prova a fare una ricerca sulla GBL (GigaBit Logic)
che gia' nei primissimi anni 90 (quando intel a malapena arrivava a 200MHz
nei laboratori) aveva realizzato una cella SCL (source coupled logic) a
MESFET in tecnologia GaAs che lavorava a 23.55GHz, e scusa se e'
poco!!!!!!!! la famiglia se non erro si chiamava SC10k, ma non so se e'
ancora in produzione.
il grosso guaio di queste celle e' che finche' mantieni il dato nel chip va
tutto bene, ma prova a doverlo trasferire da un chip ad un altro su una
pista in modalita' isocrona...............
ciao
PS
anticipo la tua prox domanda: ma perche' allora non si usano fin da adesso
queste meravigliose celle a XXGHz??
risposta: perche' un semplice DSP per una FFT real time che si usa nella
guida dei missili costruito appunto in tecnologia  GaAs costicchia quanto
una macchina di lusso (>50k$) e inoltre gli devi garantire "condizioni al
contorno" molto stringenti (temp, tasso di umidita', etc..)
il punto vero e' riuscire a costruire queste cose con materiali e tecnologie
"umane" a costi "umani".
ariciao

 non e` cosi` facile.
A proposito qui avrei una domandina su cui mi arrovello da un po' di tempo.
:-)
Ogni qual volta si riducono le geometrie migliora la capacità di raggiungere
frequenze elevate e viene ridotto anche il voltaggio del chip oltre a ridursi
il calore dissipato.
Ora che io sappia in fisica classica, non so se alle dimensioni degli attuali
integrati intervengano già leggi quantistiche, la potenza dissipato come
calore segue la legge di Joule ed è quindi proporzionale ad Amperaggio e
Resistenza. Il voltaggio qui non c'entra anzi, a parità di amperaggio
riduvendo il voltaggio aumenta la resistenza (R = A / V). Ora il mio
ragionamento è sicuramente sbagliato da qualche parte, dove ?
Grazie e ciao,
                        Lorenzo

 poco!!!!!!!!
Ci credo, ma qualcuno, anzi quasi sicuramente tu, aveva parlato tempo
addietro
di un limite fisico del silicio intorno ai 3 Ghz che avrebbe costretto a
passare
ad altri materiali, credo si alludesse all'arseniuro di gallio, giusto ?
Grazie e Ciao, Lorenzo

 Usare rame per il layout ?  
Impossibile la velocita' della ECL e' dovuta al fatto che era un logica
non saturata ( i transistor lavorano in zona attiva ) e quindi con
correnti elevate 
Marco

ad altri materiali, credo si alludesse all'arseniuro di gallio, giusto ?
il limite fisico intorno ai 3ghz e' per gli attuali chip che -avendo
un die mediamente intorno al cm- sopra a quella soglia inizierebbero
ad avere qualche problemino con C.... :-)
--
  (iao!!oai)                                     (ICQ: 10860566)
  //,aurizio
 
   I bimbi buoni vanno in paradiso.
   I bimbi cattivi vanno dove gli pare!

 ragionamento è sicuramente sbagliato da qualche parte, dove ?
mmmmhhhhhh....... mi sembra ci sia un po' di confusione.
allora, procediamo con ordine:
la potenza istantanea dissipata in un conduttore che segue la legge di Joule
e' pari a V(t)*I(t);
applicando la legge di Ohm R(t)=V(t)/I(t) (cosa che si puo' fare sse tale
legge e' applicabile, e non e' detto che lo sia cosi' banalmente. ad esempio
nel caso delle uonde la cosa non sarebbe cosi' immediata) trovi altre
definizioni equivalenti, del tipo V^2/R etc.. il pto e', quale applicare? la
risposta e', a seconda delle grandezze impresse, nel nostro caso V e I;
da cui si ricava che la potenza dissipata effettivamente diminuisce perche'
diminuisce la V e la I (per la scalatura), mentre la resistenza delle linee
effettivamente aumenta di un fattore k (e per completare il discorso, anche
la densita' di potenza aumenta di k).
emmmhhh...... tutto chiaro???
ciao

 ad altri materiali, credo si alludesse all'arseniuro di gallio, giusto ?
mmmmhhhhhh..... sinceramente non ricordo di aver detto una cosa simile.
cmq tale limite potrebbe esistere in funzione della possibilita' di scalare
il dispositivo (per ora si pensa sia possibile scendere intorno ai 50n,
pero' con tecniche molto particolari e molto costose) e della mobilita'.
attualmente un processo BiCMOS a 0.25 si puo' spingere oltre il GHz in
particolari configurazioni, restando la vita media su livelli accettabili.
personalmente penso che con un processo 0.18u si possa arrivare intorno al
1.3GHz e con i prox 0.12u si possano raggiungere i 2GHz. parlo ovviamente di
produzione su larga scala di dispositivi consumer (cpu et similia) e quindi
a costi "umani".
in ogni caso non credo (anzi, sono abbastanza sicuro di no) che il GaAs
possa sostituire il Si nell'elettronica di massa. e' troppo complesso da
trattare e lavorare, ed e' troppo complesso da gestire una volta costruito
il chip. basti sapere che alle normali temp medie a cui teniamo i core dei
nostri mendo (>70°C) il GaAs sarebbe gia' volatilizzato
ciao

 nostri mendo (>70°C) il GaAs sarebbe gia' volatilizzato
Ottimi risultati hanno dato le eterogiunzioni Si-Ge, facili
da lavorare come il silicio classico, ma veloci quanto un
medio GaAs.
Considerando che la tecnologia e` nuova ci sono buone speranze
per il futuro.
Gia` adesso IBM e Analog Devices producono alcuni integrati
(convertitori A/D, almeno Analog Devices) in tecnologia Si-Ge.


 q= k*W*t
mmmmmhhhhhhh....... non sono sicurissimo ma credo che la definizione che
citi sia relativa alla quantita' di calore, ovvero all'energia (cioe'
l'integrale sul tempo) mentre io ho riportato quella che si usa comunemente
nel settore componenti, cioe' il calore per unita' di tempo, ovvero la
potenza istantanea, perche' sostanzialmente e' questa la grandezza che conta
ai fini della dissipazione.
il tuo ragionamento sarebbe identico sse la R e la A fossero cost (e quindi
puoi tirarli fuori dall'integrale) altrimenti NON puoi considerare la
formula che hai scritto ma devi calcolare l'integrale con le R(t) e I(t)
ciao


interessante..... non ne avevo mai sentito parlare (nel senso che non sapevo
che si fosse gia' arrivati alla fase produttiva su larga scala).
finora gli unici componenti a eterogiunzione ibrida che ho visto sono quelli
basati su tecnologia AlxGa(1-x)As, AlxIn(1-x)As, In(1-x)GaxAs oppure
Ge-GaAs(1-x)Px. mi sono sembrati molto promettenti, pero' la produzione su
larghissima scala (e soprattutto l'integrazione VLSI) secondo me
presenterebbe problemi molto grandi, a meno di non usare tecniche
particolari tipo MBE o la MOCVD, che pero' farebbero lievitare il costo non
di poco.
cmq di certo realizzare una HJ Si-Ge semplificherebbe di molto le cose.
l'unica curiosita' e': ma come hanno risolto il problema delle costanti
reticolari troppo differenti e del piano di carica all'interfaccia dovuto
alle dislocazioni?
certo che se hanno risolto in maniera "decente" questi problemi,
probabilmente il futuro della uelettronica di altissima freq e' su Si-Ge
(anche se pure in questo caso mi sembra di vedere un po' di probs
nell'integrazione VLSI)
 ciao