Новости по теме «40-нм производство NVIDIA в порядке»

Производственный партнёр NVIDIA, компания TSMC, испытывает трудности с новым 28 нм технологическим процессом, по которому и будет изготавливаться Kepler. Кроме того, и сам GPU оказался медленнее, чем рассчитывали разработчики.

Запуск технологического процесса, с размером элементов 28 нм уже откладывался ранее. Из-за этого, компании AMD даже пришлось изменить стратегию по выпуску своих чипов. Так, AMD хотели выпустить хай-энд чип VLIW4 по нормам 32 нм, но всё же решили подождать, пока TSMC уменьшит процент брака при производстве чипов по нормам 28 нм техпроцесса. Ожидается, что TSMC начнет принимать заявки на производство GPU по технологии 28 нм в четвертом квартале этого года, а опытные производства чипов по 20 нм процессу начнет не раньше чем через год.

Еще один крупный клиент TSMC — компания Qualcomm, также готовится к началу производства по 28 нм технологии. Однако они еще не переработали конструкцию своих новых двухъядерных чипов 8960, 8270 and 8260A для их изготовления по объемному 28 нм техпроцессу.

Первый 28 нм видеопроцессор AMD из семейства Southern Islands должен выйти в первой половине 2012 года. Кроме GPU на том же техпроцессе компания также планирует изготавливать APU с кодовыми именами Krishna и Wichita, которые придут на замену Ontraio и Zacate.

Как сообщил прессе представитель TSMC Mark Liu, фабрики компании вышли на расчетное качество 40 нм техпроцесса, и теперь процент выхода годных чипов не уступает отлаженному процессу 65 нм производства. С учётом, того что TSMC является основным изготовителем графических процессоров NVIDIA, теперь можно не так опасаться за производство будущих чипов с архитектурой Fermi — есть все шансы увидеть большое количество продуктов на их базе. Напомним, что именно проблемы с нехваткой годных чипов в свое время «отравили» выход GPU GT200 и задержали появление 40 нм решений NVIDIA для низшего и среднего уровня.

Господин Юань рассчитывает провести переговоры с главой TSMC, Моррисом Чангом, о контрактных ценах на производство 40-нм чипов.

Наверняка также глава NVIDIA ознакомится с 40-нм техпроцессом, в котором процент выхода годных кристаллов по словам TSMC возрос с 30 % до 60 %, а также с состоянием дел по производству чипа NVIDIA GT300. Стоит напомнить, что по некоторым данным из-за большой площади и сложности кристалла процент выхода годных чипов GT300 находится ниже допустимого уровня.

Также во время встречи будут обсуждены условия партнерства с соблюдением 28-нм норм, пилотное производство с соблюдением которого начнётся уже в первой четверти 2010 года, а массовое — в 2011 году.

Между тем, ресурс DigiTimes отмечает, что господин Юань также посетит компанию VIA Technologies для окончательного подтверждения соглашений по платформе ION 2, которая должна выйти в декабре.

При этом 25% прибыли в 2023 принесли TSMC Apple, 11% NVIDIA и 7% AMD. Также среди заказчиков присутствуют Qualcomm, MediaTek, Broadcom и Intel, все они используют новейшие техпроцессы выпуска. Отчёт гласит, что 5 нм доля занята 70—80%, а 3 нм процесс — занят на 90%, что обеспечено высоким спросом на ускорители ИИ, такие как NVIDIA A100 и H100, а также AMD Instinct MI250 и MI300.

В этом году объёмы упаковки CoWoS у TSMC также вырастут с 13 000 в прошлом году до 30 000 в текущем.

При этом NVIDIA A100 и H100, а также AMD Instinct MI250 и MI300, изготавливаются по 7 нм и 5 нм нормам. Ёмкости 3 нм пока заняты чипами Apple серии A, однако Qualcomm и MediaTek также заказывают производство по этим процессам, что лишь только увеличивает очередь.

Всего несколько лет назад выпуск одного 300 мм блина TSMC стоил порядка 5000 долларов, в зависимости от заказчика. Однако теперь, с переходом на 3 нм процесс, цена одного блина выросла до 20 000, в 4 раза. И такая стоимость оказалась неподъёмной для NVIDIA и AMD. Как известно, NVIDIA уже использовала процесс N8 от Samsung, однако производит Ada Lovelace по процессу 4N снова на TSMC. Дальнейший же технологический рывок будет стоить для компаний слишком дорого.

Однако у производителей мобильных систем выбора нет. И Qualcomm, и MediaTek вынуждены использовать TSMC N3 как наиболее эффективное решение на рынке. Сообщается, что аналогичные решения Samsung дают на 10% меньшую производительность. Заказчики же крупных процессоров, такие как AMD и NVIDIA, пока ожидают удешевления процесса производства, в надежде на снижения брака и уменьшение себестоимости, либо же доводки аналогичной технологии у конкурентов.

Сможет ли Samsung догнать TSMC пока не ясно. У тайваньской компании дела пока идут неплохо, однако в будущем возможны изменения. Кроме того, Intel возлагает большие надежды на модель IDM 2.0 Fab, и если она сможет добиться успеха с технологией Intel 18A, это непременно разобъёт монополию TSMC.

Дело в том, что по данным самой TSMC, плотность кэш-памяти SRAM в новой технологии 3NE будет точно такой же, как и у 5 нм предшественника.

Более совершенная версия 3NB является более нишевой, и она уже будет иметь некоторое масштабирование SRAM, правда, всего на 5% по сравнению с 5 нм. При этом транзисторы в ядрах будут уменьшены в традиционные 1,6—1,7 раза, хотя этот процесс весьма сложен и эти цифры говорят о Законе Мура весьма приближённо.

Проблема заключается в том, что уменьшить размер процессора, не уменьшая физический размер кэша — невозможно. Процессор настолько большой, насколько большой у него кэш. Место на кристалле, занятое кэшем, не может быть использовано под размещение логики, а учитывая рост числа логических транзисторов производителям микросхем нужно продолжать наращивать размер кэша, чтобы избежать узкого места, связанного с памятью.

И размер транзисторов, с каждым производственным поколением, продолжает сокращаться, а вот компенсировать увеличение кэша за счёт уменьшения SRAM — не удаётся. И именно этот процесс может стать началом конца Закона Мура.

Согласно сведений DigiTimes, Apple, AMD и NVIDIA планируют скорректировать свои заказы TSMC в соответствии со спросом.

Так, компания из Купертино планирует сократить целевые поставки iPhone 14 на 10% до 90 миллионов штук.

Что касается производителей видеокарт, то сейчас этот рынок пересыщен предложениями б/у ускорителей из-за резкого спада доходности от майнинга. На фоне этого AMD сократила заказы 7/6 нм блинов на 20 000 штук в период с IV квартала 2022 года по I квартал 2023 года. Заказы по 5 нм нормам остались неизменными.

Другой поставщик GPU, компания NVIDIA, сменил основного производителя чипов с Samsung на TSMC, и теперь на пересыщенном рынке компания решила затянуть момент выпуска новых GPU на 1 квартал, на начало 2023 года. Однако NVIDIA ещё предстоит найти клиентов на свои заказы у TSMC.

Тайваньская компания уже сообщила своим клиентам, что поднимает стоимость на производство своих микросхем по технологиям 5 нм, 6 нм и 7 нм. Это повлияет не только на нынешнее поколение микросхем, включая Ryzen 5000 и AMD RX 6000, производимых по 7 нм нормам, но и готовящиеся видеокарты Intel Arc, производимые по 6 нм технологии, а также на центральные процессоры Ryzen 7000 и графические процессоры Radeon RX 7000 и GeForce RTX 4000, которые будут проводиться по 5 нм нормам.

В этом списке нет графических карт NVIDIA GeForce RTX 3000, поскольку графические процессоры для них выпускает корейская Samsung по технологии 8 нм. Однако и корейский гигант недавно поднял цену на свою продукцию, что приведёт к подорожанию нынешнего поколения видеокарт NVIDIA уже через одну-две недели.

Таким образом, в относительной безопасности от подорожания остаются только центральные процессоры Intel, однако нет никаких гарантий, что на фоне общего повышения цен компания откажется от аналогичного шага.

Таким образом «зелёные» забронировали 5 нм производство для выпуска GPU серии Lovelace, которые будут применяться в видеокартах поколения GeForce RTX 40.

Несмотря на то, что NVIDIA является давним клиентом TSMC, источник отмечает, что фирме не удалось заключить настолько выгодный контракт, как это вышло у Apple, MediaTek и AMD. Сообщается, что NVIDIA пришлось внести за будущие микросхемы гигантскую переплату.

Речь идёт о предоплате в 1,64 миллиарда долларов в III квартале 2021 года, а в I квартале 2022 года будет внесено ещё 1,79 миллиарда. Всего же на производство GPU NVIDIA потратит невероятные 6,9 миллиардов долларов, что больше, чем было выплачено в 2020 году. Важно отметить, что эта сумма касается и Samsung, которая также будет выпускать GPU для NVIDIA, однако большую её часть получит всё-таки TSMC за 5 нм технологию.

В настоящее время TSMC используют большую часть мощностей 5 нм технологии для производства процессоров Apple и AMD. Последняя заказывает у TSMC процессоры Zen 4. Если к этим двум заказчикам присоединится ещё и NVIDIA, то TSMC может столкнуться с нехваткой производственных мощностей. Именно поэтому тайваньский гигант и готовится расширять производство.

По имеющимся данным, карты NVIDIA RTX 40 будут использовать GPU с кодовым именем Lovelace, названный в честь математика Ады Лавлейс. Что касается серии для рабочих станций H100, то они придут на смену серии NVIDIA Ampere A100 и получат имя Hopper. Архитектура Hopper предназначается для коммерческих заказчиков, которым необходимы центры обработки данных с искусственным интеллектом. Примечательно, что это будет первый ускоритель NVIDIA, создаваемый по мультичиповой технологии, а объединение чипов будет осуществлено по технологии TSMC CoWoS.

Графические процессоры NVIDIA Lovelace и Hopper выйдут во второй половине 2022 года.

Сайт Nikkei Asia сообщает, что Apple и Intel уже тестируют конструкцию своих микросхем с производственной технологией 3 нм от TSMC. Суть процесса заключается в получении готовых микросхем во второй половине следующего года.

По данным TSMC, технология 3 нм может увеличить производительность вычислений на 10—15%, по сравнению с 5 нм, при этом снизив энергопотребление на 25—30%.

По всей видимости, первым устройством с 3 нм процессором станет Apple iPad. Телефоны iPhone, которые выйдут в следующем году, должны использовать 4 нм процессоры из-за графиков планирования.

Что касается Intel, то она работает над двумя 3 нм проектами с TSMC, которые нацелены на ноутбуки и центры обработки данных. Массовое производство этих процессоров запланировано на конец 2022 года.

Технология N3 позволит поднять производительность на 10—15%. При этом массовое производство по технологии с элементами 3 нм начнётся во второй половине 2022 года. Этот основанный на FinFET процесс обещает заметный прорыв, по сравнению с N5 первого поколения. Он не только обеспечит прирост производительности в 10—15%, но и снизит энергопотребление на 25—30% при той же скорости. Плотность транзисторов увеличится в 1,7 раза, а памяти SRAM в 1,2 раза. Плотность аналоговых устройств возрастёт в 1,1 раза.

Спрос на эту технологию будет крайне высоким. Компания ожидает, что по этому процессу будет произведено вдвое больше микросхем, чем по N5.

Следующий шаг, N2, станет самым значим прорывом в производстве микросхем за последние годы. В этом процессе TSMC откажется от FinFET в пользу нанолистовой технологии. По словам компании, нанолистовые транзисторы имеют на 15% меньше Vt-вариаций, что «очень хорошо», по сравнению с FinFET.

Также говоря о 2 нм технологии, компания сообщила, где будет находится это предприятие. Его построят в тайваньском Синьчжу. Называться предприятие будет Fab 20. Пока же возведение завода находится на этапе приобретения земли.

Безусловно, производители ищут выход из этой ситуации, пробуют различные материалы, которые позволят им и дальше сокращать размеры транзисторов. И вот, вслед за IBM, которая анонсировала 2 нм техпроцесс, крупнейший мировой производитель микросхем, TSMC, при поддержке Национального университета Тайваня и Массачусетского института технологии, объявил о разработке материала под названием полуметаллический висмут, который должен обеспечить возможность производство чипов с элементами в 1 нм в будущем.

По мере уменьшения размеров элементов производители сталкиваются с растущим влиянием их сопротивления и снижением силы тока на контатных электродах, которые отвечают за подачу питания. Согласно проведённому исследованию, использование полуметаллического висмута в качестве контактных электродов транзисторов может значительно снизить сопротивление и повысить силу проходящего тока. И всё это на контактах толщиной в 1 атом.

Пока технология находится на экспериментальном этапе, так что до коммерческой реализации 1 нм микросхем придётся подождать несколько лет.

По информации Digitimes компания TSMC столкнулась с трудностями при разработке 3 нм процесса, которые могут привести к задержке реализации технологии. В свою очередь и Samsung не может достичь успеха с 3 нм технологией, что также выбивает её из графика. Всё это может привести к тому, что 5 нм процесс будет существовать дольше, чем планировалось, замедлив прогресс компаний, полагающихся на передовые технологии производства.

Если это так, то у Intel есть отличный шанс догнать Азиатские компании. В настоящее время Intel расширяет ассортимент продуктов, изготавливаемых по 10 нм нормам. При этом 10 нм технология Intel эквивалентна 7 нм TSMC в плане размеров транзисторов.

Корейская газета Korea Economic Daily сообщает, что «Samsung, второй в мире производитель микросхем, заключил соглашение о выпуске для NVIDIA графических процессоров нового поколения Ampere, для карт серии GeForce RTX30, используя свою технологию 8 нанометров».

По словам аналитиков, это важный контракт для корейского производителя. Последнее время ходили сухи, что причина дефицита видеокарт NVIDIA кроется в трудностях производства GPU у Samsung. Однако американская компания в очередной раз выбрала 8 нм технологию Samsung для производства GPU, не позволив упасть её репутации.

«Представители индустрии заявили, что NVIDIA предпочла Samsung тайваньской TSMC, за её технологии и необходимость быстрого выпуска чипов», — говорится в публикации.

В ходе встречи с аналитиками на 24-й ежегодной технологической конференции Credit Suisse она рассказала о дефиците, с которым также столкнулась и AMD, и о том, что ситуация более сложная, чем раньше считалось.

С одной стороны, поставки ограничены из-за проблем с производством у Samsung, которая является производственным партнёром NVIDIA для серии чипов Ampere. Однако объёмы производства также ограничены проблемами поставок определённых подложек и компонентов. Таким образом, увеличение производственных мощностей заводами Samsung и TSMC не разрешит волшебным образом появившиеся проблемы.

В NVIDIA считают, что баланс между поставками и спросом будет достигнут через несколько месяцев. «Мы ожидаем, что, возможно, понадобится пара месяцев, чтобы догнать спрос, но в настоящее время, нам на самом деле очень трудно определить количество», — заявила госпожа Кресс, — «Но мы остаёмся нацеленными на стремлении вывода наших комплектующих на рынок в этот крайне важный предпраздничный период. Каждый день ситуация продолжает улучшаться. Однако мы сможем предоставить больше информации к концу квартала».

Это будет улучшенная версия технологии 3 нм. Наверное, никого не удивит, что одним из первых клиентов на неё будет Apple. Это компания всегда отличалась большими аппетитами на производственные мощности. И теперь эти аппетиты выросли, ведь к SoC для iPhone и iPad теперь добавились ещё и процессоры для ПК.

Массовое производство по 3 нм технологии начнётся уже во второй половине 2022 года. А уже годом позднее появится улучшенная версия этой технологии.

В настоящее время тайваньский производитель микросхем является лидером рынка и предлагает удобные для разработчиков решения и передовые технологии производства. На втором месте находится Samsung, однако её технологии не столь совершенны, как у TSMC. Остальные же производители уже несколько лет не могут угнаться за лидерами.

Тогда NVIDIA говорила, что попытки перевести производство на Samsung оказались малоуспешными, а возврат к TSMC был затруднён тем, что у производителя уже не оказалось достаточного количества производственных мощностей, которые были заняты как раз AMD.

Графические процессоры RDNA 2 от AMD имеют все шансы побороть видеокарты NVIDIA Ampere, однако их можно рассматривать как временных конкурентов. По информации издания «Moore's Law is Dead», компания «NVIDIA не беспокоится о том, что AMD сможет побить её топовую карту». Их беспокойства будто RDNA 2 сможет обойти GeForce RTX 3080 оказались беспочвенными, поскольку NVIDIA смогла производить их по 8 нм технологии у Samsung.

При этом топовые карты Ampere, которые NVIDIA будет производить на заводах TSMC по нормам 7 нм, смогут легко обойти и Big Navi, и саму RTX 3080.

По слухам, GeForce RTX 3080, изготовленная по 8 нм нормам Samsung, опережает RTX 2080 Ti на 15—25%, а GeForce RTX 3090, выпускаемая на TSMC по 7 нм нормам, опережает RTX 2080 Ti на 45—60%. Заметная разница.

Известно, что NVIDIA ведёт «глубокие» переговоры, однако интерес выразила и Samsung. Сообщается, что Softbank также получила предложение от TSMC и Foxconn. При этом издание Nikkei Asia сообщает, что у этих компаний такой же финансовый план, что предлагает и NVIDIA.

Таким образом, вырисовываются уже 4 претендента на ARM, а потому создание консорциума по управлению и владению ARM, кажется вполне закономерным шагом. Кроме того, Nikkei отмечает, что некоторую заинтересованность в этом активе выразили также Apple и Qualcomm, так что идея создания консорциума выглядит реалистичной.

Несмотря на это также с пожеланиями выкупа ARM Holdings выступило правительство Великобритании, обосновывая это крайне высокой важностью в развитии государства.

При этом известно, что ускоритель NVIDIA Ampere A100 производится именно TSMC по 7 нм нормам. Множественные источники гласят, что новое поколение видеокарт NVIDIA будет полностью изготовлено по 8 нм процессу на заводах Samsung.

Честно говоря, эти слухи не выглядят правдоподобными. Известно, что Samsung хочет побороться за лидерство с TSMC, для чего продаёт свои блины с микросхемами дешевле конкурента. Но это не означает, что NVIDIA откажется от TSMC.

Раньше NVIDIA всегда удавалось создать высокопроизводительные и экономные к энергии продукты, не прибегая к топовым технологиям. Достаточно сравнить энергопотребление 7 нм Navi от AMD с 12 нм решениями NVIDIA.

При этом не стоит исключать частичного перехода на процессоры, производства Samsung. Сейчас NVIDIA заказывает у южнокорейского гиганта GPU для нижнего сегмента видеокарт. Возможно, этот же подход сохраниться и в будущем.

В любом случае, правду мы узнаем после анонса видеокарт 30-й серии.

Так, согласно утечке сведений, TSMC будет изготавливать микросхемы по технологиям N5 и N5+ для огромного количества клиентов. Речь идёт о таких заказчиках, как AMD с процессорами Zen 4 и GPU на основе RDNA 3, будущей архитектуре NVIDIA Hopper, а также массе других заказчиков, включая Qualcomm с будущей SoC Snapdragon 875 и 5G-модемом Snapdragon X60.

Также новую 5 нм технологию будет использовать Broadcom для выпуска своих новых высокоскоростных процессоров, другие компании, например, MediaTek, для выпуска серии 5G-чипов Dimensity 2000, графических процессоров Intel Xe, Apple для выпуска A15, Huawei для HiSilison Kirin 1100 и другие.

«5 нм процесс TSMC перейдёт в третью фазу в массового производства в III квартале. При этом заказы на второе полугодие от Apple и HiSilicon, а также других крупных клиентов, включая Qualcomm, Mediatek, Xilinx, Broadcom, AMD и NVIDIA, уже включают 5 нм конструкции чипов, которые войдут в массовое производство в течение следующих двух лет. В дополнение, ходят слухи, что Intel может разместить в TSMC на аутсорс некоторое производство 5 нм чипов. По мнению аналитиков, TSMC достигнет 10% доли своей прибыль от 5 нм процесса уже в этом году, а в следующем году установит рекорд в 25—30%», — говорится в статье.

Второй производитель мобильных телефонов, компания Huawei, вынуждена сократить заказы у TSMC на производство своих процессоров HiSilicon по технологиям N7 и N5.

После запрета в США и блокировку приложений Google, Huawei ожидает снижение продаж. Решение Huawei по отзыву могло негативно сказаться на TSMC, однако на самом деле спрос на производственные мощности очень большой, и высвободившиеся заказы уже хотят взять AMD, Apple, и NVIDIA.

Так, освободившиеся заказы на N5 уже хочет занять Apple, которая будет изготавливать микропроцессоры для своих будущих мобильных устройств. Кроме того, компания дополнительно попросила TSMC изготавливать порядка 10 000 блинов в месяц.

За технологию N5 Enhanced теперь борются две компании, Apple и AMD. Эта технология была разработана специально для AMD, однако теперь в ней заинтересован и другой заказчик. При этом пока TSMC лишь планирует начать массовое производство по технологии N5 в середине этого года.

Что касается производства по 7 нм нормам, то оно полностью занято до конца текущего года. Но поскольку Huawei также сокращает заказы по этой технологии, на высвободившиеся производственные мощности уже положили глаз как AMD, так и NVIDIA.

Известно, что производить новые процессоры будут компании Samsung и TSMC, но не было понятно, в какой пропорции. В ходе конференции GTC 2019 у основателя и исполнительного директора NVIDIA Дженсена Хуана спросили, кто будет производить большую часть из новых 7 нм GPU 2020 года и позднее. На что Хуан ответил, что основной частью производства займётся TSMC, в то время как Samsung будет выпускать малую долю продукции для NVIDIA. Мы, со своей стороны, можем предположить, что в случае с корейским производителем речь идёт о маломощных вариантах для ноутбуков или OEM-сборщиков.

Хуан отметил, что без TSMC NVIDIA не добилась бы столь высокой энергетической эффективности и производительности, как той, что она имеет, производя 12 нм видеокарты GeForce RTX и Quadro RTX. Особенно в сравнении с 7 нм GPU от AMD, которые используются в видеокартах серий Radeon RX 5500 и RX 5700.

Но когда же NVIDIA представит новый процессор? Вряд ли мы увидим его в ближайшие пару недель. Скорее всего, нам стоит ожидаться его в марте, на GPU Technology Conference (GTC).

Однако теперь, по уверению DigiTimes, сама NVIDIA объявила о планах по выпуску архитектуры Ampere по 7 нм технологии EUV. В настоящее время компания производит свои GPU у TSMC по 12 нм нормам. Переход на новые технологи позволит увеличить плотность транзисторов в чипе, снизить энергопотребление и поднять тактовые частоты.

Переход на новый техпроцесс состоится в 2020 году. Это значит, что ещё год NVIDIA не выпустит новую серию видеокарт, что даёт AMD некоторое преимущество на ближайшее время.

По данным тайваньских СМИ, компания TSMC остановила производство микросхем после получения импортных химикатов, которые оказались не такими чистыми, как должны быть для производства полупроводников. Это привело к «отравлению» пластин и неработоспособности отпечатанных микросхем.

Некоторые обозреватели сообщили, что компании пришлось приостановить производство по 16 нм и 14 нм процессам, которые используются NVIDIA и MediaTek в производстве GPU и AMD в заказных APU для Sony и Xbox.

Однако в TSMC сообщили следующее: «19 января TSMC выявила проблемы в отпечатках 12/16-нанометровой продукции на заводе Fab 14B. После расследования TSMC установила, что проблема была вызвана поставкой фоторезистентного материала. Эта поставка осуществлялась производителем с многолетним опытом и хорошей историей поставок на TSMC. Однако он поставил материалы, которые были заметно худшего качества, чем в предыдущих случаях».

После выявления проблемы компания прекратила производство и уведомила о ней всех заказчиков, кого это затронуло. Производитель предложил план по замене некачественных пластин.

«Учитывая нашу текущую загрузку мощностей на 12/16-нанометровой технологии, мы ожидаем, что большинство пластин может быть переделано в первом квартале 2019 года, а все оставшиеся могут быть переделаны во втором квартале».

Сообщается, что «отравленными» оказались порядка 10 000 пластин, однако реальный масштаб произошедшего ещё будет уточняться.

Всё это может плохо сказаться на поставках GPU для NVIDIA, в то же время GPU для Radeon VIII производится по 7 нм процессу, а значит, производству этой видеокарты ничего не угрожает.