Radeon HD 7970处理器拆解
发布时间：2012-5-7 11:15
发布者：eechina
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长期以来，位于加拿大的显卡制造公司ATI一直都是那些想要换掉Nvidia的电脑游戏爱好者的希望。其实ATI公司已于2000年发布过Radeon产品，至此以后，Radeon公司便成为ATI的旗舰产品，并成为了Nvidia的GeForece的直接竞争者。 Radeon系列产品最主要的，也是最创新的理念在于内置3D加速器功能。2006年，ATI公司被AMD以将近50亿美元的价格收购。从此，Radeon的显卡家族成为了AMD家族的成员。现在看来，这样高价的收购对AMD来说是一个不坏的选择，而ATI公司同意被收购，也是一个不坏的举措。兼并后，ATI公司得到了一家名誉极好的处理器生产商的支持，而Nvidia却没有，同时，ATI公司还能够继续生产其主要产品。同样地，AMD也能够获得更大的专利组合，并在消费类电子产品中占据更大的市场份额。AMD甚至还在其2010年前的显卡上保留了ATI公司的标志，并妥善维持了双方的业务合作关系(包括与台积电的合作关系)。 ATI公司在生产Radeon系列产品的关键部件上非常依赖于台积电。比如，ATI-GPU-Radeon HD 4670(代号为RV730，于2008年发行)的制造就采用的是台积电的55纳米工艺。该芯片使用氧化栅介电层以及多晶硅栅制成。RV730在146mm2芯片面积上容纳了约5万个晶体管。同样的，ATI公司的Radeon HD 4770处理器(代号为RV740)则是采用台积电的40纳米工艺，并于2009年后期引入市场。HD 4770在138mm2的芯片面积内包含了8.26亿个晶体管，并使用了内置锗化硅，锗化硅能够大幅度提高PMOS晶体管的性能。同时，此程序首次使用了一个极低介电的金属间介电层(IMD)，该介电层的介电常数低于2.5。基于所有这些生产历史，新一代的Redeon显卡HD 7970应运而生。该产品在360mm2的芯片面积内，有超过十亿个晶体管。Radeon HD 7970采用了锗化硅和高介电金属栅极(HKMG)制造。 将HKMG运用到标准CMOS工艺中，有两种常用的方法。先引入栅极或后引入栅极。此术语指的是在源/漏极植入之前或之后形成金属栅极的工艺步骤。根据具体采用的方法以及热预算，可确定逸出功以及覆盖氧化层。 Radeon HD 7970显卡的主要处理器是AMD处理器，名为Tahiti。图1中显示了该显卡拆解后的大概外观，以及Tahiti芯片在显卡上的位置。此显卡采用的是fan-sink散热器进行冷却。该显卡拥有来自Hynix的12个GDDR5 2GB DRAM部件，这些部件基于45纳米节点。图形处理器采用的是倒装球栅阵列封装(FCBGA)。 
图1：AMD-RADEON HD 7970芯片拆解图 基于扫描式电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)的结构分析报告表明，上述过程的工艺节点为低于30纳米的节点。我们选择了金属1层pitch和6T-SRAM单元的区域，对工艺节点进行确定，并在图2中进行了绘制。NMOS和PMOS具有相似的结构，但PMOS的晶体管使用的是源/漏极水平的锗化硅，从而提高可移动性，同时，这种半导体在栅极叠层中还采用了其他的金属层，从而对逸出功进行调整。 
图2：AMD-RADEON HD 7970显卡处理器工艺节点的确定 过去广泛认为，第三代Redeon显卡将会使用TSMC最新的工艺节点。但是，在获得带有内置锗化硅的HKMG产品，以及超低介电IMD后，Radeon显卡成为了非常优秀的世界领先的处理器中的一员。此外，这款产品还成就了一家显卡设计公司和一家晶圆带工厂之间的长期合作关系。这款显卡很可能会发掘出更多的电脑游戏创新。 作者：Arabinda Das |
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