Новости про 20 нм и GlobalFoundries

Месяц назад AMD объявила о прекращении работы над Skybridge, обосновав решение отсутствием возможно спроса. Теперь же говорят, что причиной стала невозможность запуска недорогой 20 нм технологии производства у GlobalFoundries.

Согласно дорожной карте GlobalFoundries, после подписания договора с Samsung, фирма отменила все работы по 20 нм LPM процессу, сфокусировавшись на будущей 14 нм технологии FinFET. Вероятно потому, что GloFo должна была построить 20 нм завод для AMD, первая начала требовать от дизайнеров дополнительные средства на строительство, но AMD, в своей недавней презентации, чётко дала понять, что не собирается инвестировать в производство.

Если же AMD не стала платить GloFo за эксклюзивный процесс производства, то разработчик может перейти на мощности TSMC. Это уже раньше происходило, когда GloFo не смогла изготовить APU Krishna и Wichita (которые в итоге назывались Kabini и Temash). Это решение по переработке процессоров повлекло перенос выпуска на целый год. В случае же переноса Skybridge на TSMC, выпуск новых процессоров будет конкурировать с другими новыми чипами AMD — Zen и K12. Именно поэтому компания и могла свернуть проект гибридного чипа.

В настоящее время 2,3 ГГц является предельной частотой для 28 нм Snapdragon 800 и Tegra 4i (Grey), которые выйдут в конце этого или начале следующего года.

И как обычно, чтобы преодолеть данное ограничение, необходимо использовать техпроцесс с меньшим размером транзисторов. 20 нм процесс TSMC позволит на 30% поднять скорость и в 1,9 раза увеличить плотность при 25% снижении энергопотребления. Тридцатипроцентное ускорение означает, что частота SoC ARM будет находиться на уровне 3 ГГц со значительным увеличением числа транзисторов, используемых в основном под нужды GPU. Скорее всего, именно таким образом компания NVIDIA и обеспечит установку видеоядра Kepler в процессор Logan, однако пока подтверждения этому нет.

Снижение энергопотребления на 25% будет означать на четверть увеличенный срок автономной работы, а поскольку малый срок автономной работы является основным недостатком смартфонов, данная модификация будет крайне важной для потребителей.

Такой технологический переход значительно улучшит позиции альянса ARM в конкуренции с производителями x86 процессоров. Но не стоит забывать, что Intel и AMD не дремлют. В 2014 году Intel планирует выпустить свой 14 нм Atom, предназначенный для планшетов и смартфонов, а AMD, в то же время, при производственной поддержке GlobalFoundries, собирается выпустить свои 14 нм чипы для планшетов и ноутбуков.

По информации Glofo, компания в качестве TSV заполняющего материала использует медь. Сама технология предусматривает сборку нескольких слоёв микросхемы в стек, с установлением связей не только по краям кристалла, но и сквозь слои. Также эта технология может быть использована для перехода с 28 нм до 20 нм.

Конечно, компания AMD будет главным клиентом на 20 нм производство, но пока ещё неизвестно, когда же начнётся массовое производство этих микросхем.

И хотя мы слышали о ряде проблем с производством этих 3D процессоров, факт работы опытного образца на лицо, что не может не обнадёживать.

Это устройство позволит компании создать междукристальные связи (Through-Silicon Vias —TSV), что даст их клиентам возможность собирать многослойные стеки чипов — один над другим. В первую очередь технология позволит производителям размещать чипы памяти непосредственно над процессором, что резко увеличит производительность и снизит общее энергопотребление.

Грегг Барлетт (Gregg Bartlett), главный технолог GlobalFoundries, заявил, что данная технология обеспечивает экономию финансов и времени, а также снижает технические риски, связанные с разработкой новых техпроцессов. Данная технология выглядит очередным логическим этапом в развитии производства микросхем, которая найдёт своё применение вместо простого увеличения числа транзисторов.

Пока данная технология является лишь целью, однако этот метод аналогичен тому, что применяет Intel в нынешних процессорах Ivy Bridge, которые имеют на 20% меньшее энергопотребление при большей производительности.

Для примера, в настоящее время Intel изготавливает свои процессоры по 32 нм технологии. 22 нм чипы должны появиться уже в этом году, однако, по всей видимости, выход этих микросхем будет отложен. Согласно существующей технологической дорожной карте Intel, производство чипов по 14 нм технологии начнётся в 2013 году, а в 2015-м компания планирует перейти на 10 нм. На следующей неделе в Сан-Франциско пройдёт выставка IDF, на которой Intel представят обновленную дорожную карту. Интересно, будут ли смещены существующие сроки?

В то же время, GlobalFoundries планирует переход на 20 нм в микросхемах слабой мощности, предназначенных для сетевых, беспроводных и мобильных устройств, лишь в 2013 году. При этом выпуск высокомощных процессоров по 20 нм техпроцессу компания планирует начать в 2014 году. Эти данные полностью совпадают с планами AMD, по переходу на новые техпроцессы, что позволяет считать эту информацию правдоподобной.

Кроме уменьшения размера элементов интегральных схем, Чиан также предположил, что в 2015 году их производство перейдёт на использование блинов подложек диаметром 450 мм.

При всем этом ни одна из трёх компаний не объявила об использовании технологии КНИ (кремний-на-изоляторе) в своих будущих чипах. Однако это вовсе не означает, что вся лидирующая тройка отказалась от этого. Тем не менее, по слухам, первыми на технологию 14 нм КНИ с использованием подложек диаметром 450 мм перейдёт компания Samsung.

Безусловно, до выхода коммерческих чипов с размером элементов 20 нм пройдёт еще некоторое время. Новый процесс требует значительного техперевооружения, а также сотрудничества с партнёрами по производству. Glofo работает совместно с поставщиками конструкторского ПО EDA в плане продвижения нового техпроцесса, который, как они полагают, является важным этапом в развитии микроэлектронной промышленности.

EDA-партнёры продемонстрировали свои инструменты, обеспечивающие поддержку технологических требований, привнесли новую технологию двойного нанесения, а также прочие усовершенствования. В Globafoundries говорят, что они создадут библиотеку конструкторских решений и сделают её доступной для всех потенциальных клиентов, которые хотят перейти на 20 нм технологию.

Производитель ничего не сообщил о сроках начала производства 20 нм чипов, однако известно, что Globalfoundries начали поставки 32 нм микросхем пару месяцев назад, и ожидается, что 28 нм чипы должны появиться уже в следующем квартале.