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40年大突破 英特尔45nm晶体管技术解析

  从10微米到45纳米,历数英特尔处理器和13项重要制程

  1971年,英特尔发布了其第一个微处理器:Intel 4004。这款处理器核心面积未1/8英吋 x 1/16英吋,包含2300多个晶体管,采用了10微米PMOS技术生产——1969年,英特尔研制成功了PMOS硅栅晶体管,这些晶体管继续使用传统的二氧化硅栅介质,最大的改进是引入了新的多晶硅栅电极。此后的Intel 8008处理器依然沿用了10微米技术,但是集成度达到了3500左右。

Intel 4004处理器
Intel 4004处理器,10微米制程技术

 

  经典的Intel 8080处理器于1974年4月推出,它采用了更先进的6微米制程技术,包含了6000多个晶体管,主频达到了2MHz,性能是上一代处理器的10倍。公认的第一台个人计算机Altair 8800正是采用了Intel 8080处理器。Intel 8080处理器当时是如此流行,很多公司开始生产“兼容处理器”。


Intel 8085处理器,3微米制程技术

  1976年3月,英特尔发布了Intel 8085处理器,这款处理器主频达到了5MHz,采用了3微米制程技术,包含了6500个晶体管。两、三年后,Intel 8086和8088处理器相继问世,依然采用3微米制程技术,但是集成了29000个晶体管,数量是上一代产品的4倍!


Intel 80286处理器,1.5微米制程技术

  1982年,英特尔80286微处理器推出,它使用了13400个晶体管,运行频率为6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。此时,英特尔采用了1.5微米制程技术。1985年,32bit的英特尔386微处理器问世,包括27.5万个晶体管,也是1.5微米制程技术。

 
Intel 486DX处理器,1微米制程技术

  1989年4月,英特尔发布了Intel 486DX处理器,这款处理器采用了1微米制程技术,所包含的晶体管数量达到了118万个。随后的几年间,486处理器相继发布了DX2、SX2和DX4等版本,处理器所整合的晶体管数量达到了160万个。

 
Intel Pentium处理器,0.8微米制程技术

  1993年3月,英特尔Pentium处理器问世,包含有310万个晶体管,采用了英特尔0.8微米制程技术

 
Intel Pentium Pro处理器,先后采用0.6微米制程技术和0.35微米制程技术

  1995年11月,英特尔发布的Pentium Pro处理器的晶体管数量升至550万个,相继采用了0.6微米和0.35微米制程技术。1997年1月面世的Pentium MMX处理器集成度将到了450万,开始稳定的使用0.35微米制程技术。第一代的Pentium II处理器(代号Klamath)也沿用了0.35微米制程技术,包含的晶体管数量超过了750万个。

 
Intel Pentium II Xeon处理器,0.25微米制程技术

  1998年4月,第二代Pentium II处理器(代号为Deschutes)和Pentium II Xeon处理器发布,它们均采用了0.25微米制程技术,后者包含了750万个晶体管。1999年,英特尔发布的Pentium III处理器和Pentium III Xeon处理器也采用了该制程技术,由950万个晶体管组成。随着工艺的发展,后期的Pentium III处理器开始启用0.18微米制程技术


Intel Pentium III处理器,后期采用了0.18微米制程

  2000年11月,起始主频为1.5GHz的Pentium 4处理器也采用了0.18微米制程技术,其所包含的晶体管数量达到了4200万个。2001年5月,英特尔还推出了Pentium 4 Xeon和Itanium处理器,也均为0.18微米制程技术。

 
Intel Pentium4处理器(Northwood核心),0.13微米制程技术

  2002年1月,英特尔推出采用了0.13微米制程的Pentium 4处理器(代号Northwood)。2003年3月12日,英特尔发布迅驰移动技术平台,其中包括了英特尔最新的移动处理器Pentium M,该处理器采用了0.13微米制程,包含7700万个晶体管。


Intel ITANIUM2处理器,90nm制程技术

  2002年8月13日,英特尔宣布与90nm制程相关的若干技术取得突破,包括高性能低功耗晶体管、应变硅、高速铜连接和新兴低K介质材料,这是业界在生产中首次使用应变硅。2005年,英特尔将90nm制程技术应用于代号为Prescott的Pentium 4处理器和双核处理器Pentium D上,后者包含了2.3亿个晶体管。2006年7月18日,英特尔双核安腾2处理器发布,集成了17.2亿个晶体管,同样采用了90nm制程技术生产。

 
Intel 5300 Xeon处理器,65nm制程技术

  2006年7月27日,英特尔发布酷睿2双核处理器,该处理器包括2.9亿个晶体管,采用了65nm制程技术生产。2007年1月8日,英特尔发布了用于桌面电脑的65nm酷睿2四核处理器和用于服务器的四核处理器,晶体管数量达到了5.8亿个。 

  2007年1月29日,英特尔宣布在晶体管技术上取得突破,其下一代处理器所采用的晶体管将应用高K栅介质和金属栅极这些创新性的材料。这些突破使得45nm制程技术快速应用于量产产品成为可能。

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