Новости про производство

Стоимость запуска 7 нм технологии более миллиарда

Не секрет, что с уменьшением техпроцессов, стоимость разработки микросхем становится всё дороже.

Центральные и графические процессоры с высокой производительностью по-прежнему требуют всё более меньших размеров элементов, однако другим, менее энергоёмким решениям, уже не нужно дальнейшее уменьшение, поскольку этот процесс оказывается слишком дорогим.

Сайт Fudzilla сообщает, что, проведя разговоры со многими инженерами и руководителями технологических компаний, они установили, что стоимость запуска производства чипа по 7 нм нормам превышает миллиард долларов.

Производство процессоров на заводе TSMC
Производство процессоров на заводе TSMC

Стремление к экономии масштаба привело к тому, что создание одного чипа стоит миллиард долларов и месяцы работы. Поэтому требуются высокие объёмы продаж, чтобы иметь возможность платить такую цену. Так, Apple продаёт более 70 миллионов телефонов в квартал. Даже при таких объёмах Apple платит по 5 долларов на каждом iPhone лишь за запуск A13. К этой сумме ещё нужно добавить производственные затраты.

Именно поэтому лишь несколько крупнейших компаний имеют возможность заказывать производство по топовым процессам. Несмотря на высокую стоимость «вхождения», первые процессоры по 5 нм нормам уже прошли этап опытного производства. На рынок они поступят во второй половине 2020 года.

TSMC приступила к массовому производству по технологии 7 нм+

Компания TSMC заявила, что начала массовое производство микросхем по технологии 7 нм+ (N7+), и уже достигла одинакового темпа выпуска пластин по сравнению с оригинальным процессом 7 нм (N7).

Особенной технологию 7 нм+ делает применение экстремальной ультрафиолетовой литографии, EUV. Данная техника позволяет повысить точность и упростить производство транзисторов. Более короткая длина волны ультрафиолетового света позволяет создавать меньшие по размеру транзисторы и масштабировать их до ранее недоступных уровней. Сейчас технология EUV используется для производства микросхем по нормам 7 нм, однако эта же технология будет применяться и для 5 нм техпроцесса.

Производство TSMC
Производство TSMC

Переход на 7 нм+ позволил размещать на 15—20% больше транзисторов, чем по обычной 7 нм технологии, а также позволит снизить энергопотребление чипов. Новый процесс будет использован при производстве широкого спектра микросхем, от CPU и GPU до модемов 5G.

Компания отметила, что занимается развёртыванием больших мощностей, которые смогут удовлетворить высокий спрос на 7 нм+. К концу года фирма планирует запустить 6 нм процесс, который будет полностью совместим с 7 нм конструкцией, так что заказчикам не придётся изменять конструкцию своих чипов.

12 нм технология GlobalFoundries обещает не уступать 10 нм процессам конкурентов

Компания GlobalFoundries объявила о доступности нового технологического процесса 12 Leading Performance (12LP), который был назван 12LP+. Этот процесс должен обеспечить заметный прирост производительности и снижение энергопотребления.

Разработчики сообщают, что прирост в производительности соответствует 7-нанометровой технологии, но при этом сохраняется преимущество низкой себестоимости платформы 12LP. Также на 15% увеличится плотность транзисторов.

Собственно говоря, 12LP+ FinFET от GF предлагает 20% прирост в производительности или 40% снижение в энергопотреблении по отношению к базовой платформе 12LP, которая сама предлагает 10% улучшение над 16/14 нм и 15% улучшение в масштабировании логики. Это тот же уровень, который заявляет TSMC для 7 нм по отношению к 16 нм.

Офис GlobalFoundries
Офис GlobalFoundries

Также компания отмечает, что процесс 12LP+ является зрелым в технологическом смысле, а потому имеет мало брака, а новая система «однократного инжиниринга» NRE (non-recurring engineering) позволяет снизить стоимость разработки вдвое.

Ещё одной интересной особенностью платформы стало размещение на чипах ячеек низковольтной SRAM напряжением 0,5 В, которые предлагается использовать в качестве кэша между памятью и процессором, что будет полезно для систем ИИ.

Сейчас GlobalFoundries утверждает, что она уже имеет заказы на производство чипов для облачных вычислений и ИИ от нескольких заказчиков. Первые опытные образцы этих микросхем должны быть выпущены во второй половине 2020 года, а массовое производство запланировано на 2021 год.

Intel может снова столкнуться с дефицитом 14 нм процессоров

Все помнят дефицит процессоров Intel, возникший прошлой зимой. Он был вызван переходом производства всех микросхем компании на 14 нм нормы, в результате ей просто не хватало мощностей, для обеспечения спроса. И теперь эта ситуация может повториться.

Сайт Digitimes сообщает, что цепочка поставщиков ожидает очередной дефицит процессоров Intel, поскольку производственные возможности не обеспечивают спрос.

При этом поставки 10 нм Ice Lake выполняются нормально, особенно на фоне шумихи по поводу открытия нового завода Intel. Это значит, что тонкие, быстрые и дорогие мобильные устройства, вроде XPS 13 2-in-1 и Razer Blade Stealth не пострадают от дефицита.

Примечательно, что AMD может столкнуться с дефицитом производственных мощностей TSMC по 7 нм технологии. Ведь не зря тайваньская фирма просит своих партнёров размещать заказы на год вперёд.

Если слухи правдивы, то Intel придётся отдать производственный приоритет стратегическим чипам. Сейчас компания испытывает жёсткое давление со стороны AMD в серверном сегменте. Кроме того, фирма отлично зарабатывает на мобильных процессорах для ноутбуков. Скорее всего, именно эти направления и будут в приоритете.

TSMC видит возможности в производстве по нормам 2 нм и 1 нм

Филип Вон, корпоративный вице-президент компании TSMC, сообщил, что сейчас его компания практически достигла 3 нм технологии, и теперь она уже видит способы перехода к 2 нм и даже к 1 нм процессу. Только эти числа ничего уже не значат.

Мы все считаем, что уменьшение техпроцесса приводит к росту плотности транзисторов на пластине за счёт того, что ключевые элементы становятся всё меньших размеров. Однако Вон заявил, что современные схемы наименования техпроцессов не имеют отношения к технологическим решениям, реализованным в микросхемах. Он отмечает, что это лишь брендинг.

Завод TSMC
Завод TSMC

«Раньше было так, что технологический узел, величина узла, что-то означала, как-то выражалась технологически на пластине. Сегодня эти значения — просто числа. Они как модели автомобилей. Как BMW пятой серии, или Mazda 6. Не имеет значения, что значат эти числа, это просто цель для следующей технологии, имя для неё. Так что давайте не путать наименования узлов с тем, что эта технология на самом деле предлагает».

Yangtze Memory начинает массовое производство 64-слойной памяти 3D-NAND

Китайская государственная полупроводниковая компания Yangtze Memory Technologies (YMTC), основанная в 2016 году, заявила о начале массового производства 64-слойной флэш-памяти.

Компания обещает выпускать 64-слойные микросхемы 3D-NAND-памяти в объёме то 100 до 150 тысяч пластин в течение 2020 года. Эти чипы основаны на собственной архитектуре Xtracking. Сейчас компания уже занимается разработкой 128-слойных микросхем NAND, и заканчивает работу на 96-слойной памятью.

3D-NAND-память от YMTC
3D NAND-память от YMTC

Производственные мощности фирмы YMTC пополнятся новым заводом, который построит её родительская компания Tsinghua Unigroup. Что касается Tsinghua, то это также государственная компания, которая владеет 51% акций YMTC и является бенефициаром Китайского национального инвестиционного фонда полупроводниковой промышленности. Новый завод заработает в 2021—22 годах и будет производить по 100 000 пластин диаметром 12” в месяц.

TSMC может столкнуться с нехваткой мощностей

Всё больше технологических компаний переходят на 7 нм нормы производства. Чуть ли ни единственным производителем таких микросхем является TSMC, и по мнению аналитиков, это может привести к перегрузке заказами и увеличению сроков ожидания изготовления.

Тайваньская TSMC изготавливает микросхемы для многих заказчиков: от AMD до NVIDIA и от Apple до Qualcomm. Спрос на 7 нм технологию в индустрии высок, что может привести к задержкам в выпуске продукции. В худшей ситуации может оказаться AMD, у которой на горизонте находятся процессоры Threadripper 3-го поколения и GPU Navi. При этом компании нужно продолжать удовлетворять спрос на уже поставляемую продукцию.

Логотип TSMC

Но не только у AMD начнутся проблемы. Новая SoC A13 для iPhone 11 также производится по 7 нм нормам. К тому же NVIDIA может в скором времени перейти на 7 нм технологию.

Сейчас, между размещением заказа и выпуском продукции по 7 нм нормам на заводе TSMC уходит примерно два месяца. Если же рост заказов продолжится с той же скоростью, то задержка может достигать полугода, что скажется на равномерности поставок продукции. Такие проблемы ожидаются не сразу, а в первой половине 2020 года.

TSMC: Разработка 3 нм EUV протекает успешно

Разработка новых технологий производства микросхем никогда не останавливается. Неудивительно, что 3 нм технология от TSMC уже находится на завершающих этапах разработки, и первые микросхемы уже поставляются клиентам.

«Касательно N3, разработка технологии продолжается, и мы уже связались с первыми клиентами для определения технологии», — заявил Си Си Веи, исполнительный директор и глава TSMC на совещании с инвесторами и финансовыми аналитиками. «Мы ожидаем дальнейшее расширение нашей 3-нанометровой технологии, наша лидирующая позиция уверенно защищена в будущем».

Производство микросхем TSMC
Производство микросхем TSMC

С тех пор, как технология N3 перешла на этап разработки, TSMC никогда не сообщала о характеристиках процесса и о преимуществах над N5. Компания отмечает, что изучила все возможные структуры транзисторов, и пришла «к лучшему решению» для своих клиентов. Спецификации всё ещё разрабатываются, а потому кроме заявлений о соответствии требованиям ведущих партнёров, никакой информации нет.

Что касается технологии производства, то для 3 нм поколения будет применяться как экстремальная, так и глубокая ультрафиолетовая литография. В процессе N5 компания применяет 14 слоёв EUV, в N3 их число будет увеличено.

ARM: стоимость 5 нм чипов — астрономическая

Последние 20 лет производители чипов постоянно уменьшали размеры элементов, чтобы получить преимущества. Это приводило к снижению энергопотребления и повышению производительности при сокращении стоимости.

Однако теперь наступает технологический тупик, и для дальнейшего роста производительности необходимо думать над другой конструкцией микросхем.

Сайт EE Times взял интервью у исполнительного директора ARM Саймона Сегарса, который выразил мнение, что лишь несколько компаний смогут использовать 5 нм конструкции, поскольку стоимость проектирования для этого процесса — астрономическая.

«Стоимость проектирования 5 нм чипов будет астрономической… что ограничивает использование технологии до нескольких компаний, которые могут амортизировать её на разных моделях. Из-за закона Мура вы вынуждены тяжелее трудиться, и уже нет лёгких путей для оптического масштабирования».

В то же время Санджай Мехротра, исполнительный директор Micron, рассказал о влиянии закона Мура на сектор производства памяти. Он сообщил, что ожидает появление NAND стеков из более 200 слоёв, а в области DRAM компания рассматривает шесть техпроцессов, которые заменят традиционные. «Мы хотим использовать EUV в больших объёмах, пока она финансово эффективна», — заявил Мехротра.

Производители памяти переходят на 96-слойные 3D NAND процессы

Производители микросхем агрессивно внедряют новые 96-слойные процессы производства 3D NAND. Всё это выглядит так, что в 2020 году эта технология станет мейнстримом отрасли.

В текущем году рынок NAND споткнулся с перепроизводством. Производители приняли решение замедлять темпы расширения складских запасов и даже снижать объёмы производства, чтобы лучше управлять запасами.

Так, Micron Technology раскрыла планы по 10% сокращению производства NAND-памяти, в то время как SK Hynix прогнозирует снижение количество произведенных пластин с микросхемами на более чем 10%, по сравнению с 2018 годом.

3D NAND микросхемы Micron
3D NAND микросхемы Micron

Южнокорейская Samsung Electronics также скорректирует своё производство в краткосрочной перспективе в ответ на разворачивающуюся торговую войну между Японией и Южной Кореей.

Отмечается, что многие производители NAND уже подготовили образцы стековой памяти, состоящей из 120 или 128 слоёв. Гонка технологий по промышленному выпуску 128-слойной памяти между крупными производителями памяти начнётся уже ближайшей зимой.