Новости про микросхемы

AMD и NVIDIA на грани дефицита процессоров

Компании NVIDIA и AMD демонстрируют отличные результаты в поставках своих процессоров, но всё может измениться из-за проблем у TSMC, которая не по своей вине допустила массовый брак в производстве.

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.

TSMC
TSMC

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.

IBM решила проблему производства микросхем менее 7 нм

Компания IBM опубликовала отчёт, в котором рассказала о решении проблемы производства микросхем с размером элементов менее 7 нм с помощью электризованного графена.

Данный метод позволяет размещать наноматериалы в предопределённой позиции без химического травления. В журнале Nature Communications исследователи IBM впервые описали применение электризованного графена для размещения элементов с точностью 97%. Данная публикация является результатом работы по программе под названием «7 нм и далее», которая началась четыре года назад.

Менеджер IBM Research-Brazil Матиас Штайнер заявил, что данный «метод пригоден для широкого спектра наноматериалов» и позволяет внедрять «интегрированные устройства с функционалом, который предоставляет уникальные физические свойства наноматериалов».

Микросхема IBM
Микросхема IBM

К примеру, можно интегрировать оптический датчик и эмиттер с определёнными волновыми свойствами, а при необходимости изменения свойств достаточно лишь заменить этот материал. Таким образом, будут изменены спектральные свойства оптоэлектрического устройства без изменения техпроцесса.

Дальнейшее развитие метода позволит собирать различные наноматериалы в разных местах, проводить процессы в несколько проходов и создавать интегральные чипы со встроенными световыми детекторами в различных окнах детекции одновременно.

Intel: проблемы 10 нм не коснутся 7 нм

Переход на 10 нм технологию производства доставил Intel массу проблем. Долгие годы компания отрабатывает этот техпроцесс, однако он до сих пор он даёт слишком много брака, когда речь заходит о высокопроизводительных решениях.

В ходе встречи с акционерами исполнительный директор Intel Брайан Крзанич в своём докладе коснулся и этой темы. Он заявил, что проблемы с 10 нм привели к тому, что AMD смогла вырваться в технологическом плане вперёд, однако переход на 7 нм не вызовет трудностей, поскольку это совершенно новая технология производства, к тому же компания поставит себе менее амбициозные цели.

Исполнительный директор Intel Брайан Крзанич
Исполнительный директор Intel Брайан Крзанич

«7 нанометров будет первым переходом к литографическим инструментам, которые затем откроют нам возможность к печати элементов намного, намного мельче, и намного проще. Так что это первый шаг, отделяющий 10 и 7 нанометров. Ещё одна вещь… из-за которой мы не сделали 10 нанометров, связана с намного более агрессивным фактором масштабирования. Вместо наших типичных 2,4, промышленность применяет масштабирование в 1,5 и 2 раза», — заявил Крзанич. Он уточнил, что переход на 10 нм должен привести к масштабированию в 2,7 раза, а это очень сильно осложняет задачу.

Сбудутся ли обещания, данные директором своим акционерам, мы узнаем только через пару-тройку лет.

TSMC представила технологию производства микросхем WoW 3D

Taiwan Semiconductor анонсировала внедрение технологии производства объёмных стековых чипов. Эта технология была названа пластина-на-пластине (Wafer-on-Wafer, или WoW). Также компания пообещала готовность 7 нм+ процесса в этом году и 5 нм процесса в следующем.

Современные микросхемы очень сложно уменьшать, поэтому переход на более тонкие техпроцессы занимает много времени. Однако промышленность требует увеличения числа транзисторов в чипе, и в TSMC придумали как удвоить их количество, применив стеки. Многослойные конструкции давно используются в микросхемах памяти, но только теперь TSMC стала готова предложить эту технологию для всех типов чипов.

Пластина микросхем
Пластина микросхем

Технология, созданная в партнёрстве с Cadence Design Systems, основана на существующих техниках чип-на-пластине-на подложке (Chip-on-Wafer-on-Substrate — CoWoS) и интегрированного разветвления (Integrated Fan-Out — InFO). По сути, технология WoW заключается в изготовлении двух обычных пластин микросхем, которые производятся перевёрнутыми, так, что сверху и снизу оказывается подложка. Затем традиционные пластины связываются сквозными проводниками по технологии through-silicon via (TSV), образуя пакеты.

Структура чипов TSMC WoW

Кроме технологии WoW в компании также подтвердили, что в этом году она будет готова выпустить усовершенствованный 7 нм процесс, в то время как 7 нм технология первого поколения будет доступна для массового производства. В следующем же году TSMC готовится выпустить 5 нм микросхемы.

Учёные стали на шаг ближе к терагерцевым чипам

Доктор Уриель Леви из Еврейского университета в Иерусалиме, вместе со своей командой создал концепт работающего терагерцевого микрочипа.

Сейчас перед создателями терагерцевых микрочипов стоят две проблемы: масштабируемость и самовоспламенение.

В статье, опубликованной в Laser and Photonics Review, Леви, совместно с профессором Иосифом Шиппиром создали оптическую (световую) технологию, которая объединяет скорость оптических коммуникаций с надёжностью и масштабируемостью электроники.

Доктор Уриель Леви из Еврейского университета в Иерусалиме
Доктор Уриель Леви из Еврейского университета в Иерусалиме

Оптические коммуникации включают в себя все технологии, использующие свет и передачу данных по оптических кабелям, включая Интернет, электронную почту, текстовые сообщения, телефонные звонки, информацию облачных ЦОД и т. п. Оптические коммуникации очень быстры, но в микрочипах они становятся слишком ненадёжны и трудны при массовом производстве.

Используя структуры Металл-Оксид-Нитрид-Оксид-Кремний (МОНОК) Леви со своей командой представили миру новую интегральную схему, которая использует технологии флеш-памяти в микрочипах. Если эта технология окажется успешной, она позволит обычным компьютерам с частотой в несколько гигагерц работать в 100 раз быстрее, а все оптические устройства станут ближе к Святому Граалю коммуникаций — терагерцевым чипам.

«Это открытие, — по словам доктора Леви, — может помочь заполнить „ТГц пробел“ и создать новые и более производительные беспроводные устройства, которые могут передавать данные на значительно больших скоростях, чем возможно сейчас. В мире хай-тек эта технология совершит переворот».

2 нм могут оказаться невыгодными

В ходе мероприятия группы Synopsys, прошедшего в Санта Кларе, Калифорния, прозвучали слова сомнения о возможности перехода полупроводниковой промышленности на 2 нм нормы производства в будущем, поскольку этот переход вряд ли будет экономически целесообразным.

Конечно, инженеры видят способы уменьшения транзисторов до 5 нм, 3 нм и даже 2 нм, но некоторые сомневаются в коммерческой эффективности этих переходов. Пока об этом говорить слишком рано, но повышение сложности и рост затрат на всё уменьшающиеся чипы может означать, что даже 5 нм процесс окажется экономически нецелесообразным.

Дорожная карта уменьшения размеров транзисторов в микросхемах
Дорожная карта уменьшения размеров транзисторов в микросхемах

«Прирост производительности в 16%, полученный при переходе на 10 нм, теряется при переходе на 7 нм по причине сопротивления в металлических дорожках. Энергосбережение, возросшее на 30% при 10 нм, при переходе на 7 нм возрастёт на 10—20%, а площадь кристалла, уменьшившаяся на 37% при 10 нм сократится на 20—30% с переходом на 7 нм», — заявил Пол Пензес, старший директор технологической команды Qualcomm.

«Площадь по-прежнему уменьшается на хорошую двухзначную величину, но скрытые затраты возрастают, означая, что реальные преимущества в стоимости и прочие улучшения начинают снижаться… И не ясно, что останется на 5 нм», — добавил Пензес, допустив, что 5 нм процесс может стать единственным улучшением после 7 нм.

Samsung выпускает процессоры для майнинга

Компания Samsung стала новым лидером в области интегральных схем, подвинув Intel на второе место. Вместе с новым достижением компания сообщила о выпуске процессоров для майнинга криптовалют, что ещё больше упрочит её положение.

Да, 25-летняя эпоха непоколебимого лидерства Intel завершилась. Отсутствие мобильных решений и слабые инновации в новых CPU привели к появлению нового мирового лидера — Samsung. Разработка и выпуск мобильных процессоров помогли Samsung, и после публикации результатов за 2017 год стало ясно, что в этой отрасли появился новый король.

Samsung Exynos

Однако южнокорейский гигант не собирается сидеть, сложа руки. Теперь компания нацелилась на рынок специализированных микросхем, которые используются для майнинга криптовалют, в первую очередь — Bitcoin. Этот ход позволит компании заработать немного денег до того, как пузырь Bitcoin лопнет.

Отсутствие дополнительной информации привело к спекуляциям о том, что Samsung хочет стать большим игроком в сфере майнинга. Ведь сейчас фирма производит чипы памяти для видеокарт, часто используемых при добыче.

Начав выпуск решений для майнинга компания не только выходит на активный развивающийся рынок, но и получает специализированный продукт, который позволит другим компаниям использовать решения Samsung по прямому назначению, а не перепрофилировать их в фермы для криптовалюты, зарабатывая на новых ASIC ещё больше средств.

Графеновые чипы могут никогда не стать массовым продуктом

В новом поколении процессоров, изготовленным по 10 нм нормам, компания Intel в двух нижних слоях микросхемы планирует использовать кобальт.

Однако обозреватели считают, что в будущем большинство производителей продолжит использовать медные проводники и интерконнекты. Многие годы считалось, что для дальнейшего уменьшения производственного процесса потребуются новые материалы. В то же время IBM опубликовала презентацию, в которой считает медь достаточным проводником в микросхемах до 5 нм процесса, и даже ниже.

Растравы кислотой при производстве интегральных схем

Также компания Aveni выяснила, что щелочное травление позволяет расширить использование меди до 3 нм, и, возможно, данный подход будет применим до самого конца технологии CMOS.

В компании убеждены, что щелочная гальванизация делает уход от меди бессмысленным, поскольку кобальт при этом процессе не разрушается. «Одной из проблем с кислотными химикатами является частый протрав подлежащего барьерного слоя. Со щелочными химикатами у вас не возникает эта проблема растрава подслоя», — заявил в интервью технический директор Aveni Фредерик Райнал.

MediaTek допускает работу закона Мура ещё на два поколения микросхем

Нам уже много лет говорят, что физические барьеры станут преградой в миниатюризации микросхем, и что совсем скоро всем известный закон Мура потеряет свою актуальность.

Цаи Мин-каи, глава MediaTek, в разговоре с техническим директором Alibaba Ван Дзянем, заявил, что закон Мура просуществует ещё два производственных поколения. При этом он отметил, что технологии смогут преодолеть трудности и после достижения норм 3 нм процесса.

Глава MediaTek Цаи Мин-каи

«На фоне всё усложняющихся технологий и производительности, а также расширяющего потока данных, новые возможности бизнеса, задействованные в решении проблем людей, будут развиваться всегда и везде теми, кто продвигает инновации и технологические стартапы».

Таким образом он заключил, что, несмотря на прекращение закона Мура, технологии продолжат свой рост, однако продвижение в старом темпе будет проходить всё сложнее.

Производить микросхемы станет дороже

За последний год мы стали свидетелями роста цен на оперативную и энергонезависимую память, однако аналитики сообщают, что в скором времени цена вырастет на все типы полупроводниковых интегральных устройств.

По информации корейского новостного ресурса ETNews, японский производитель полупроводниковых кремниевых пластин, компания SUMCO, которая поставляет более 60% продукции этого типа в мире, планирует в следующем году поднять цены на 20%. В 2019 году цена будет поднята ещё раз.

Кремниевые пластины

Хашимото Маюки, исполнительный директор SUMCO, подтвердил планы по повышению стоимости. В целом это и неудивительно, ведь с повышением спроса на товар, растёт и его цена.

В компании отметили, что общемировой спрос на пластины к 2020 году составит 6,6 миллионов штук в месяц. Учитывая, что производство не сможет выпустить больше, со временем цена будет увеличиваться.