Новости про 10 нм, 5 нм и 7 нм

В ходе конференции господин Дэвис отметил, что продуктивность по 10 нм технологии будет ниже, чем по 14 нм и 22 нм. К счастью, будущее ожидается более ярким, поскольку компания планирует с 7 нм технологией к концу 2021 года достигнуть равенства процесса, который будет даже более «крепкий», чем предшественники. В 2022 году Intel надеется наверстать отставание и вернуться к лидирующим позициям в мире производителей микросхем благодаря 5 нм техпроцессу.

Для того, чтобы выполнить свои планы, Intel придётся ускорить переход от 10 нм до 7 нм технологии, а затем последовательно перейти на 5 нм. По словам Дэвиса, это может повлиять на валовый доход компании, поскольку потребуется быстрый переход от одной архитектуры к другой.

Несмотря на то, что на 7 нм технологию производства Intel хочет перейти в 2021 году, настольные процессоры, изготовленные по этим нормам, стоит ожидать лишь в 2022 году. В то же время, согласно дорожной карте TSMC, тайваньский производитель перейдёт на массовой производство по 5 нм нормам в 2020 году, а в 2022 планирует производство по 3 нм технологии.

Доктор Айэн Кёртесс, присутствующий на мероприятии IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), увидел и опубликовал технологическую дорожную карту Intel на ближайшие 10 лет.

Согласно новым планам, несмотря на явные проблемы с реализацией 10 нм технологии, уже в 2021 год компания перейдёт на 7 нм производство процессоров. В 2023 году нас ждут 5 нм процессоры, 3 нм в 2025 году, а 2 нм в 2027 году. Интересно, что это не предел, и уже в 2029 году фирма перейдёт на процесс с размером элементов в 1,4 нм. Таким образом, фирма планирует переходить на более тонкий техпроцесс каждые два года. Что касается размера в 1,4 нм, то по словам Кёртесса это «эквивалентно размеру 12 атомов кремния». Просто поразительно.

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.

Технология производства с размером элементов 7 нм будет готова для рискового производства уже в ближайшие месяцы, а массовое производство, по словам Лиу, должно начаться в 2018 году.

Для усовершенствованной версии 7 нм технологии TSMC применит экстремальную ультрафиолетовую литографию (EUV), а также будет её полноценно использовать для 5 нм процесса.

Поскольку 10 нм технологию TSMC используют в основном для мобильных устройств, компания решила ускорить разработку, и начать выпуск коммерческих чипов по этому процессу уже в этом квартале. При этом во второй половине 2017 года поставки будут быстро расти.

По словам исполнительного директора TSMC Марка Лиу, компания сохранит свой статус лидера технологии, и это всегда являлось фундаментальной стратегией. Сейчас компания массово производит 16 нм процессоры, а в конце года начнёт массовое производство по 10 нм нормам. А уже в начале следующего года компания приступит к рисковому производству по 7 нм технологии, также параллельно  занимаясь разработкой 5 нм технологии.

В то же время, не прекращая работу над 5 нм процессом, компания занимается и исследованиями 3 нм технологии. По словам Лиу, в этих исследованиях заняты порядка 300—400 инженеров.

Более того, директор отметил, что его компания активно работает с университетами по разработке 2 нм технологии, и добавил, что используя эти технологические прорывы, закон Мура сохранят свою актуальность.

При этом начать выпуск чипов по 7 нм нормам фирма планирует начать уже в 2018 году. Такую информацию распространил в ходе встречи с инвесторами соисполнительный директор Марк Лиу. При этом идёт ли речь об опытном, или о массовом производстве, директор не уточнил.

Также глава отметил, что TSMC уже занимается исследованиями, направленными на 5 нм технологию производства уже в течение года, добавив, что технология будет готова к запуску в первой половине 2020 года.

Отмечается, что выпускаться 5 нм микросхемы будут при помощи экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV): «мы добились значительного прогресса с EUV для подготовки к внедрению, подобному 5 нм».

Что касается 10 нм, то компания отметила, что уже в первом квартале этого года она будет готова отпечатать микросхемы на заказ. Новая версия 16 нм FCC, менее энергоёмкая и менее дорогая версия 16 нм FinFET, будет готова для массового производства также в первом квартале.

В дополнение компания отметила, что во втором квартале 2016 года TSMC внедрит новую более плотную технологию пакетирования InFO, которая найдёт применение у крупных заказчиков. «Мы не ожидаем распространения среди большого числа заказчиков. Правда, мы ожидаем нескольких очень больших заказчиков». Одним из первых заказчиков продукции по технологии InFO станет Apple.

Сообщается, что в настоящее время TSMC проводит аттестацию 10 нм технологии производства, а первые микросхемы, изготовленные на заказ по этой технологии, будут выпущены уже в следующем году. Что касается 7 нм, то первый функционирующий чип SRAM был изготовлен компанией по этой технологии в октябре текущего года. Компания ожидает, что сможет наладить массовое производство микросхем по этой технологии в 2017 году.

О том, как же будет производиться продукция по 5 нм технологии, пока известно мало. Разработка технологии находится на ранних этапах, и пока TSMC размышляет над тем, использовать ли при производстве пластин экстремальную ультрафиолетовую литографию (EUV).

При этом аналитики отмечают, что наилучшим решением для компании может стать комбинирование технологий 193-immersion и EUV. Дело в том, что сама по себе 193i намного дороже комбинации, и требует четырёхкратного наложения металлического подслоя и тройного наложения межслойных переходов. Также уменьшится и скорость роста кристаллов. В то же время исключительно EUV технология потребует меньше слоёв и позволяет охватывать большую площадь, обладает большей производительностью и меньшими энергетическими затратами, однако пока она ещё слишком сырая для промышленного применения.

Он сообщил, что Intel надеется выпустить 14 нм производство уже к концу 2013 года. Этот процесс будет проходить по графику подготовки процессоров следующего поколения, известных под кодовым именем Broadwell, которые поступят в массовое производство в 2014 году.

Сам техпроцесс называется P1272 и предусматривает использование элементов схемы равных 16 нм, однако в Intel предприняли некоторые шаги, которые позволили уплотнить элементы кристалла. Разработчики сумели расположить элементы более плотно, чем ожидалось 6 лет назад, когда этот техпроцесс был только анонсирован. В результате Intel получила более энергоэффективную дорожную карту, в отличие от более ранней,  направленной на высокую производительность.

Говоря о будущем компании, были отмечены исследования в области 10 нм технологии, которая запланирована на 2015 год. В то же время Intel работает и над 7 нм, и даже над 5 нм техпроцессами, но Бор не уточнил ожидаемые сроки их поступления в производство.

Если Intel продолжит обновление техпроцесса теми же темпами, то при условии выхода 10 нм литографии в 2015 году, 7 нм появятся в 2017, а 5 нм технология — в 2019 году.