Новости про 10 нм, 7 нм и производство

Intel активно готовит 7 нм процесс

Возможно, что у Intel появился свет в конце туннеля производства микросхем. Компания сообщила об активной разработке 7 нм технологии производства.

Этот 7 нм процесс будет использовать экстремальную ультрафиолетовую литографию (EUV). Об этом Intel сообщила инвесторам. Процесс будет отвязан от печально известного 10 нм глубокого ультрафиолета (DUV), и команды, работающие над технологиями, разделены. Сейчас протекает процесс квалификации 10 нм DUV технологии, и компания изготавливает небольшое количество маломощных процессоров Cannon Lake.

Пластина с микросхемами
Пластина с микросхемами

Переход от 10 нм к 7 нм позволит вдвое уменьшить размер транзисторов. В 10 нм процессе DUV используется комбинация ультрафиолетовых лазеров с длинной волны 193 мм и мультипаттеринг (на самом деле 4 уровня). В процессе 7 нм EUV применяются суперсовременные непрямые лазеры 135 нм длины волны, исключая мультипаттеринг. Объединение этого лазера с масками позволит создать 5 нм технологию.

Успешная работа над 7 нм процессом означает готовность к квалификации в конце 2019 года и начало массового производства в 2020—2021 годах. Учитывая, что квалификация 10 нм DUV началась в конце 2017 года, а массовое производство началось в мае 2018 года, Intel не станет использовать 10 нм в течение многих лет, как произошло с 14 нм технологией.

Производители замедляют работу над 7 нм процессом

Технологии производства микросхем с размерами элементов менее 10 нм требуют больших инвестиций, а потому многие разработчики и производители решили повременить с переходом на новые технологии. По всей видимости, такой шаг заметно повлияет на эволюцию полупроводниковых систем.

Стоимость создания микросхем менее 10 нм относительно велика. Недавно HiSilicon планировал потратить как минимум 300 миллионов долларов на разработку 7 нм SoC нового поколения. Разработчики, лишённые производств, боятся тратить большие деньги на до-10 нм процессы, сомневаясь, что в будущем эти затраты окупятся.

Qualcomm Snapdragon
Qualcomm Snapdragon

К примеру, Qualcomm и MediaTek вместо разработки 7 нм SoC, решили заняться модернизацией своих средне-верхних решений, которые будут выпущены по 14/12 нм процессу. Обе компании задаются вопросом, есть ли необходимость в переходе на 7 нм производство.

Что касается самих производителей, то TSMC и Samsung Electronics уже представили дорожные карты с 7 нм микросхемами. В UMC решили сместить фокус на зрелые и специализированные процессы. Примерно по тому же пути решили двигаться и в GlobalFoundries, закрыв свою 7 нм программу. Крупнейший производитель чипов, компания Intel, и вовсе увязла в 14 нм технологии, уже опаздывая с 10 нм процессом на 3 года.

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.

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.

TSMC готовит 5 нм технологию через два года, после 7 нм

Компания TSMC сообщила о том, что будет готова начать производство микросхем с размером элементов 5 нм через два года, после освоения 7 нм технологии.

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.

TSMC

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.

GloFo: 7 нм чипы выйдут в 2017 году

В сети появились сведения о планах известного контрактного производителя микросхем, компании Globalfoundries, по выпуску чипов с новыми техпроцессами производства.

Показанная компанией дорожная карта немного разочаровала, поскольку эксперты рассчитывали, что переход на более тонкие процессы произойдёт несколько раньше.

Итак, согласно дорожной карте, 14 нм и 10 нм чипы, предназначенные для использования в сетевых, мобильных и потребительских устройствах, выйдут соответственно в 2014 и 2015 годах. Как мы знаем, обе технологии будут представлены в чистом и гибридном виде, который предполагает смешанное использование технологий FinFET для 10 нм процесса и BEOL для 14 нм.

Дорожная карта GlobaFoundries

Дальнейшее совершенствование технологии и переход на 7 нм произойдёт лишь в 2017 году. К сожалению, пока не сообщается, будет ли это чистый техпроцесс или смешанный, как это произойдёт с 14 и 10 нм.

Радует лишь то, что 2017 год назван не как год для выпуска первых образцов, а как год начала массового производства микросхем с размером элементов в 7 нм. И нет сомнения, что среди этих процессоров окажутся CPU и APU от AMD.