Новости про TSMC, технологии и техпроцесс

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.

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.

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.

Такой отчет подготовила позавчера тайваньская торговая группа. Отчет основан на неназванных источниках. Свою технологию трёхмерных транзисторов компания Intel представила в мае этого года, при этом тогда же TSMC заявили, что их не интересуют подобные техпроцессы, и что все их усилия направлены на уменьшение физических размеров транзисторов. Однако уличить руководство компании во лжи вряд ли удастся, ведь между разработками Intel и TSMC есть принципиальные отличия.

Так, технология тайваньских разработчиков, получившая название (Through Silicon Vias — TSVs), представляет собой многослойные микросхемы, в которых между различными слоями существуют взаимосвязи, проходящие насквозь. В разработке Intel, под названием Tri-gate, кремниевые дорожки выступают над полупроводниковым субстратом.

Согласно отчета TAITRA, трёхмерные технологии TSMC позволят значительно увеличить плотность транзисторов в чипе, вплоть до 1000 раз. Устройства с трёхмерными микросхемами будут потреблять на 50% меньше электроэнергии. Новая технология позволит обойти множество трудностей, образованных традиционной «плоской» технологией построения микросхем.

Старший вице-президент TSMC по исследованиям и разработкам Шан-Йи Чиан подтвердил информацию, указанную в отчёте и сообщил, что их компания сейчас активно сотрудничает с разработчиками чипов для коммерциализации трёхмерной технологии производства.

По условиям соглашения TSMC сможет получить доступ к широкому кругу ARM процессоров, которые будут переделаны для использования по её технологиям. Кроме того, две компании будут сотрудничать по  оптимизации реализаций ядер процессоров для обеспечения оптимальной мощности, производительности и площади кристаллов. В результате готовые решения планируется использовать в различных областях, включая беспроводные сети, портативные компьютеры, планшетные ПК и в секторе высокопроизводительных вычислений.

«Мы считаем, что усилия повысят ценность наших открытых инновационных платформ, что, в свою очередь, даст возможность эффективно использовать всю цепочку поставок», — сказал Фу-Цзе Сюй, вице-президент по дизайну и технологиям, а так же заместитель председателя R&D компании TSMC. «Сотрудничество одного из лидеров индустрии ИС — ARM и производителя мирового класса TSMC предоставит нашим общим заказчикам убедительные преимущества для использования современных технологий в полупроводниковой промышленности».

ARM ещё в прошлом году подписала производственное соглашение с TSMC, соперником GlobalFoundries, но оно охватывало только чипы на базе Cortex-A9 с использованием технологии 28 нм.

«TSMC приложила много усилий, чтобы усовершенствовать свою технологию производства и производственные процессы. Имея множество партнеров и IDM клиентов мы смогли сформировать сильную конкуренцию в полупроводниковой промышленности», — сказал председатель и главный исполнительный директор TSMC Моррис Чанг. «Новая Fab 15 в центральной части Тайваня, в Научном парке подтверждает наши обязательства по обеспечению наших клиентов передовыми технологиями и удовлетворения их потребностей. Создание Fab 15 создаст дополнительно 8000 высококачественных рабочих мест, демонстрируя движение TSMC по пути корпоративной социальной ответственности».

Инвестиции TSMC в Fab 15 будут составлять более 9,3 млрд. долл и начнут приносить плоды в первом квартале 2012 года, когда объект начнёт массовое производство 40-нм и 28-нм чипов. Дальнейшее развитие планируется для изготовления подложек на более совершенных техпроцессах (20-нм и менее).

Помимо строительства новой фабрики, TSMC также вкладывают средства в расширение Fab 12 и Fab 14, которые в настоящее время выпускают до 200000 пластин в месяц. До конца этого года на этих заводах планируется достичь уровня выпуска в 240000 пластин в месяц.