Новости про 10 нм, 7 нм и Intel

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.

Он начал с долгожданных процессоров Ice Lake, которые будут изготовлены по 10 нм нормам, и которые станут поставляться заказчикам с июня. Ранее сообщалось, что новые процессоры позволят производителям выпустить компьютеры на их основе к сезону зимних праздников. Эти процессоры, по уверениям Intel, обеспечат увеличение скорости беспроводной связи в три раза, удвоение скорости графики и кодирования видео, а также работу с приложениями ИИ от 2,5 до 3 раз быстрее, по сравнению с прошлым поколением CPU.

Также на период 2019—2020 годов у Intel предусмотрен ряд продуктов, производимым по 10 нм нормам, среди которых клиентские и серверные процессоры, FPGA, GPU общего назначения и так далее.

Смотря в будущее, компания рассматривает внедрение 7 нм процесса, который обеспечит двойное масштабирование и 20% рост производительности на ватт. Также компания обещает снижение сложности конструкции в 4 раза. Эти процессы, доступные после 2021 года, будут изготавливаться с применением экстремальной ультрафиолетовой литографии, которая станет основой для «множества поколений 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.

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.

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.

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.

В сессии вопросов и ответов по результатам финансовой деятельности за II квартал 2018 года, Intel заявила, что первый продукт на базе 10 нм процесса появится только к зимним праздникам 2019 года. Это значит, что 14 нм процесс сохранится у Intel не только до конца 2018 года, но и почти на весь 2019 год.

В клиентском сегменте Intel готовится выпустить 9-е поколение процессоров Core под названием Whiskey Lake. Это будет 5-е поколение процессоров, изготавливаемых по 14 нм процессу. Первыми четырьмя были Broadwell, Skylake, Kaby Lake и Coffee Lake.

Скорее всего, вместе с Whiskey Lake Intel перейдёт и в 2019 год, конкурируя с 12 нм Pinnacle Ridge от AMD, и увеличивая число ядер. Также Intel проигрывает и в HEDT сегменте, выпуская 20-и и 22-ядерные процессоры с LGA2066, а также подготавливая 28-ядерный чип. К концу 2019 года AMD готовится выпустить 3-е поколение процессоров EPYC, уже по 7 нм технологии. Процессоры Ryzen будут выпускаться по 10 нм нормам.

На картинке вы можете увидеть слайд Intel, датированный 2013 годом. На нём показаны планы Intel по выпуску 10 нм технологии в 2015 году. Это изображение отлично демонстрирует, как планы могут расходиться с реальностью.

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.

«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.

Третье поколение будет называться Tigerlake, и оно будет представлять собой второй, дополнительный «так» в схеме выпуска «тик-так». В этом году мы увидим выпуск чипов Kabylake, которые также являются этапом «так» для 14 нм. На этом этапе компания использует тот же техпроцесс производства, но с применением новой архитектуры процессоров.

В ходе отчётной квартальной финансовой конференции, прошедшей в начале января, компания выразила своё стремление к возвращению к своей традиционной модели релизов «тик-так».

Если процессоры Cannonlake будут выпущены во второй половине 2017 года, а Icecake годом позднее, то Tigerlake должен поступить в продажу во второй половине 2019 года, и как следствие, 7 нм процессоры будут выпущены в 2020 году.

Примечательно, что контрактный производитель TSMC к этому времени планирует наладить выпуск чипов по 5 нм техпроцессу.

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.