Новости про технологии

Очевидно, чтобы снизить путаницу и представить себя в лучшем свете, компания решила переходить на новые имена.

Отныне, вместо Enhanced SuperFin, компания будет производить микросхемы по технологии Intel 7. Эта технология, с виртуальным размером элементов 7 нм, позволит увеличить соотношение производительность к ватту на 10—15% по сравнению с 10 нм, обеспечит оптимизацию транзисторов FinFET. Эти микросхемы уже находятся в массовом производстве и на потребительском рынке появятся под именем Alder Lake.

После представления CPU по технологии Intel 7 в этом году, компания перейдёт к Intel 4, которую раньше компания называла 7 нм процессом. Эта технология даст 20% прирост производительности на ватт, будет полноценно использовать экстремальную ультрафиолетовую литографию и будет реализована в процессорах Meteor Lake для потребителей и Granite Rapids для ЦОД.

Следующим этапом станет Intel 3, с 18% приростом производительность на ватт по сравнению с Intel 4, а также с библиотекой Denser HP, увеличенными внутренними токами, сниженным сопротивлением, увеличенным использованием EUV. Процессоры, изготовленные по процессу Intel 3 появятся во второй половине 2023 года.

Следующим этапом станет Intel 20A. 20A означает условные 20 ангстрем, то есть 2 нм. Эта технология будет использовать архитектуру транзисторов RibbonFET, которые заменят FinFET, а также позволит использовать новую технологию связей PowerVia. Технология PowerVia будет доступна в 2024 году, в то время как RibbonFET появится в I квартале 2024 года.

Далее компания планирует выпустить технологию Intel 18A, которая «в разработке на начало 2025 года».

Компания уверена, что растяжимые дисплеи буду доступны в ближайшем будущем, о чём сообщается в большом исследовании, опубликованном Институтом современных технологий Samsung.

По словам разработчиков, главным препятствием при внедрении растяжимых дисплеев стал правильный выбор материалов и структуры, чтобы сделать растяжение более долговечным. Одно из ключевых решений в этой области тесно связано с проблемой Foldgate, которая настигала ранние версии складных телефонов.

После её решения компания сделала заметный прогресс в разработке дисплеев «свободной формы», которые «можно растянуть во все стороны, как резиновую ленту». Изготовленные прототипы могут растягиваться на 30% без повреждений.

Для демонстрации новой технологии дисплеев исследователи создали сердечный монитор, который они встроили в фотоплетизмографический сенсор, который, в свою очередь, прикрепили к коже для проведения постоянных измерений. Полученный датчик с дисплеем можно растягивать более 1000 раз безо всяких проблем, а сам сенсор имел чувствительность в 2,4 раза выше, чем при использовании обычных методов фиксации кремниевого датчика.

Всего этого удалось достичь благодаря гибкой структуре дисплея. Разработчики поместили пиксели OLED в «островки». Которые сделаны из специального материала под названием эластомер, и собрали массив таких пикселей, используя металлические провода. Особое внимание уделялось химической обработке эластомера, чтобы сделать его более стойким к теплу и производственным процессам в полупроводниковой отрасли.

Безусловно, полученный дисплей не имеет такой плотности, как у современных устройств. Это всего лишь прототип, но уже сейчас он показывает, как в будущем может измениться медицина.

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.

Как и следует ожидать, новая технология обеспечит множество преимуществ в энергоэффективности и производительности, что характерно для переходов на новые более тонкие техпроцессы.

Процессор IBM, изготовленный по 2 нм нормам, может вмещать до 50 миллиардов транзисторов и обеспечивает на 45% большую производительность и на 75% меньшее энергопотребление, чем современны 7 нм чипы.

Главные преимущества 2 нм технологии названы самой IBM:

• Продление автономной работы смартфонов в 4 раза, зарядка будет требоваться раз в 4 дня.
• Уменьшение углеродного следа центров обработки данных, которые потребляют 1% энергии, производимой в мире. Оснащение этих серверов 2 нм чипами позволит заметно снизить эту величину.
• Разительное ускорение функционирования ноутбуков, от более быстрой обработки приложений до языковых переводов и более быстрого подключения к Интернету.
• Более быстрое выявление объектов и реакции в системах беспилотных автомобилей.

Примечательно, что ранее IBM также самой первой в мире представляла 7 нм и 5 нм технологии. Таким образом, компания продолжила свою лидерскую тенденцию и с 2 нм процессом.

Компания продемонстрировала новый сворачиваемый 17” планшет. Гибкий OLED-экран изготовлен по собственной печатной технологии. При этом толщина планшета TCL CS0T в рулоне составляет всего несколько дюймов. Его можно сложить в чехол и поместить в рюкзак или сумку.

Однако в развёрнутом состоянии он превращается в 17” планшет благодаря двум пружинным роликам с обеих сторон устройства. При развёртывании он похож на OLED-планшет толщиной чуть больше бумаги, и в целом напоминает старые свитки. Компания отмечает, что её печатный сворачиваемый OLED-экран имеет 100% цветовое покрытие и стоит на 20% меньше нынешних коммерческих дисплеев.

Данный инструмент будет работать совместно с API Windows DirectStorage. Это приведёт к тому, что компьютер сможет быстрее загружать игры. Эта система аналогична той, что используется в игровых консолях PS5 и Xbox Series X.

Решение NVIDIA заключается в том, что при использовании RTX IO данные направляются из SSD непосредственно в видеопамять, а декомпрессия производится средствами GPU. Это освободит CPU от нагрузки и резко сократит время загрузки. Как именно будет работать RTX IO, пока не сообщается. На первый взгляд сложно представить, как SSD сможет напрямую работать с графическим процессором минуя CPU, однако инженеры нашли решение.

По словам NVIDIA, игры сильно изменились благодаря NVMe-SSD, и теперь главным ограничением в производительности является не жёсткий диск, а центральный процессор. Обработка части данных непосредственно GPU позволит сократить загрузку процессора примерно на 20%. Компания сообщила, что инструмент будет работать на видеокартах с GPU архитектуры Ampere и Turing.

В то же время Microsoft планирует выпустить DirectStorage для Windows в следующем году.

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.

«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.

Так, согласно дорожной карте устройств и систем, Roadmap for Devices and Systems (IRDS), производители микросхем смогут достичь размеров элементов в 4 или 3 нм, после чего нельзя будет физически уменьшить размеры элементов.

«Снижение стоимость кристалла продолжалось за счёт постоянного масштабирования транзисторов, проводников и высот ячеек. Этот процесс, скорее всего, продолжится до 2024 года», — такой прогноз освещён в диаграмме IRDS.

После этого «не останется места для размещения контактов, а также будет снижаться производительность, как результат масштабирования контактирующих транзисторов. Ожидается, что физические каналы будут насыщаться на длине 12 нм в связи с ухудшением электростатики, в то время как контакты будут насыщены на длине 24 нм… что является приемлемым паразитным фактором».

Также, согласно опубликованному исследованию, технология FinFET достигнет своих пределов через пару лет, поэтому уже в 2019 году ожидается переход на технологию окружающего затвора, Gate-all-around (GAA), в то же время возможен переход к вертикальным нанопроводникам. После чего будет необходимо осуществить переход на 3D стеки и монолитную 3D конструкцию. Она будет необходима для продолжения прогрессирования в области производительности, энергоэффективности и затрат.

Стоит отметить, что информация о прекращении Закона Мура и невозможности дальнейшего уменьшения размера элементов проходит каждые несколько лет, и каждый раз физики-теоретики достают из рукава новые квантовые эффекты, а их коллеги на производстве учатся их использовать.

Компания Samsung Electronics продемонстрировала дорожную карту, касающуюся производства микросхем.

В ходе презентации вице-президент Samsung по технологии Хо-Кью Кан отметил, что многие производители столкнулись с проблемой при разработке технологий меньше 10 нм. Однако Samsung справилась с задачей, ключом к которой стало использование полевого транзистора с «кольцевым» затвором (GAA FET). Эти транзисторы позволят компании продолжить уменьшать элементы до размера 7 нм и 5 нм. Для изготовления пластин компания применит технологию экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV).

Вице-президент отметил, что 7 нм процесс Samsung разрабатывается для изготовления чипов хай-энд уровня, таких как GPU и процессоры искусственного интеллекта, серверных процессоров и систем помощи управления автомобилем.

Что касается 5 нм производства, то Кан отметил, что его планируют запустить в серию в 2020 году.

Кроме новых технологий с малым размером элементов Samsung также сообщила о запуске технологии FD-SOI, которая является недорогой альтернативой FinFET, а также представила 28 нм FD-SOI, которая создана специально для устройств интернета вещей.

По информации DigiTimes Research такой подход поведёт их по другому пути развития, отличному от Intel и TSMC.

Технология UTB использует меньшее прямое и рабочее напряжение, а также обеспечивает лучшее энергосбережение. Кроме того, она требует меньших операционных затрат, чем FinFET. Надо отметить, что технологией заинтересована не только китайская HH Grace Semiconductor, но и Globalfoundries, Samsung и STMicroelectronics.

Обобщённый доход в лагере UTB окажется меньшим, чем отмеченный TSMC, однако производители по технологии UTB обладают меньшими заказами на чипы со средней и низкой ценой, и не могут сравняться с объёмами продаж процесса FinFET, что ставит перед UTB отчётливые цели.

Аналитики также отмечают, что поставщики чипов, выпускающие дорогие и высокопроизводительные чипы, хотят изготавливать свои процессоры на заводах с технологией FinFET.