Visst har du märkt att när man talar om litografier eller chiptillverkning processer, inklusive processorer, vi pratar om nanometer när man bestämmer deras dimensioner. I den här artikeln ska vi förklara varför detta måttenhet används och inte en annan när det hänvisas till transistorer av de marker vi använder i vårt dagliga liv, och vi kommer att göra en retrospektiv vy så att du kan få en uppfattning om hur liten eller stor är en av dessa berömda nanometer.
Som du väl vet består chipsen som utgör processornas inre mestadels av mikroskopiska transistorer och de är så små att vi måste mäta dem i nanometer. Men innan vi sätter detta i perspektiv, låt oss se varför behovet av att använda en så liten åtgärd uppstod.
Nanolitografi och användning av nanometer
Nanoteknik, nanometri, nanobotar ... numera används prefixet nano så ofta att det redan är något vardagligt, och faktiskt beror det på att just att införliva så många tusen transistorer i ett chip används en teknik som kallas nanolitografi. Från grekiska kan ordet delas in i tre delar: "nano" som betyder dvärg, "lito" som betyder sten och "stavning" som betyder att skriva, så bokstavligen betyder nanolitografi "dvärgskrivning på sten". Men varför?
Området för nanolitografi föddes av behovet av att öka antalet transistorer i en integrerad krets för att hålla den välkända Moores lag vid liv. Även om litografiska tekniker har funnits sedan slutet av 18-talet tillämpades ingen på nanoskalastrukturer förrän i mitten av 1950-talet, och därför har ordet idag utvecklats till att omfatta konstruktionen av strukturer i intervallet 10 - 9 till 10 -6 meter.
Med utvecklingen av halvledarindustrin ökade efterfrågan på tekniker som kan producera mikro- och nanoskalastrukturer. Fotolitografi applicerades på dessa strukturer för första gången 1958, med början på nanolitografins era och därmed behovet av att börja mäta storheter i nanometer. Sedan dess har fotolitografi blivit den mest kommersiellt framgångsrika tekniken som kan producera mönster på mindre än 100 nm.
Hur liten är en nanometer?
När vi pratar om måttenheter är de vanligaste utan tvekan kilometer, meter, centimeter och millimeter. Detta är normalt om vi tar hänsyn till att en människa mäter något mer än en och en halv meter i genomsnitt, eller att vår hjärna är mellan 13 och 17 centimeter lång, medan även något så litet som en fluga kan mäta mellan 5 och 8 millimeter. För mindre mätningar än detta kan det vara lite svårt att föreställa sig, speciellt om vi säger att en nanometer motsvarar 0.000000001 meter, eller 10 -9 m.
Låt oss fortsätta minska storleken: dammkvalster, som vi inte längre kan se med blotta ögat, är mellan 0.2 och 0.5 millimeter långa, medan ett hår är cirka 80 mikron (0.08 millimeter). Men det är fortfarande mycket större än en nanometer, så vi fortsätter att gå ner och vi har till exempel de röda blodkropparna vi har i vårt blod mått mellan 5 och 7.5 mikrometer, eller till och med bakterierna har en längd som går från 0, 5 till 5 mikron.
Vi måste minska storleken mycket mer för att stöta på virus, vars skala äntligen börjar vid 100 nanometer. En dimension som verkar vanlig för hårdvarufläktar och till och med för stor med tanke på den aktuella tiden är 10 nm, vilket är precis vad proteiner mäter, eller lipider mäter cirka 5 nanometer. Om vi går ner till en skala på 1 nanometer har vi vilka mått, ungefär, en DNA-sträng.
Inse vilken storlek vi hanterar här: transistorerna som används i de nuvarande processorerna som vi använder varje dag är bara lite större än DNA, och det är för att ge dig en uppfattning om det skulle kunna minskas ännu mer i storlek och når 0.1 nanometer skulle vi prata om atomskala och inte nanometrisk.
Som du redan antar är hantering av nanometer för tillverkning av marker ett underbarn och du kommer att förstå att det blir mer komplicerat och dyrare att hantera sådana dimensioner.
