Новости про 14 нм, TSMC и производство

Известный оверклокер der8auer решил проверить, чем отличаются процессоры Intel Core i9-10900K и AMD Ryzen 9 3950X при изучении их под электронным микроскопом. Для этого он снял с процессоров корпусы и отшлифовал ядра до требуемого для электронной микроскопии состояния. Затем он посадил чипы в держатель, используя электропроводный клей, чтобы через него могли проходить рентгеновские лучи. Для проведения сравнения он использовал области с кэшем второго уровня как наиболее репрезентативные для техпроцесса производства. Дело в том, что логическая часть чипов может сильно отличаться, а потому сравнивать между собой разные логические микроархитектуры совершенно неправильно.

Сравнив транзисторы в области с кэшем он установил, что у Intel ширина затвора равна 24 нм, а у AMD — 22 нм, то есть разница минимальна. В то же время плотность у TSMC намного выше. Высота затворов также почти одинакова, однако и в этом случае у TSMC наблюдается большая плотность.

Таким образом явно видно, что ни 14 нм, ни 7 нм технология не имеют ничего общего с реальным размером затворов в транзисторах. Более старые технологии действительно отражали размеры элементов, но сейчас — нет. Теперь это лишь бренды. Собственно, об этом когда-то и предупреждал Филип Вон, корпоративный вице-президент компании TSMC. Тем не менее, 7 нм процесс TSMC позволяет расположить большее число транзисторов на единице площади процессора.

Информационный ресурс Digitimes сообщает, что Intel решила сохранить производство своих высокоприбыльных процессоров, в основных серверных, и чипсетов для них. Другие же, недорогие продукты, вроде чипсетов начального уровня H310 и прочие настольные чипы 300-й серии, будут переданы на аутсорс в TSMC.

Компания Intel определила, что объёмы недопоставок сейчас составляют 50%, а потому, единственным выходом из сложившейся ситуации станет производство на стороне, поскольку компания не хочет увеличивать собственные мощности.

Сейчас TSMC уже является контрактным производителем для Intel, изготавливая для неё серию систем-на-чипе SoFIA и некоторые FPGA продукты, а также микросхемы связи для iPhone.

Производители материнских плат считают, что дефицит 14 нм чипсетов от Intel снизится к концу 2018 года.

Удивительно, но в списке клиентов нет компании AMD. Как оказалось, компания AMD планирует производить свои GPU на заводах Global Foundries, ведь по словам Девиндера Кумара из AMD, компания GloFo добилась большого прогресса.

Компания AMD продала GlobalFoundries в 2008 году, когда она столкнулась с финансовыми трудностями. Кумар отметил, что AMD по-прежнему будет производить некоторые продукты по 20 нм процессу, и затем перейдёт на чипы по технологии Finfet. Сейчас GobalFoundries работает вместе с Samsung над разработкой 14 нм техпроцесса, и корейский производитель планирует начать выпуск первых SoC по этой технологии в следующем году.

Технология Finfet обладает большой поверхностной площадью, что позволяет транзисторам переключаться быстрее. Эти процессоры обладают большей энергоэффективностью, меньшими размерами и имеют меньшую стоимость производства по сравнению с предыдущими технологиями.

О том, продолжит ли AMD выпускать свою продукцию на заводах TSMC, пока ничего не известно.

В третьем квартале 2015 года 16 нм производство будет занимать незначительную долю от общей прибыли. Чан не сообщил, какая именно компания обойдёт TSMC по производству в 2015 году, но промышленные источники говорят, что Samsung Electronics станет лидером в 14/16 нм сегменте, после того, как смогла заполучить у Qualcomm заказ на производство микросхем по 14 нм процессу.

Тем не менее Чан заявляет, что 16/20 нм процесс приведёт к росту прибыли его компании в следующие три года. При этом 20 нм процесс сможет обеспечить 10% общей прибыли уже в третьем квартале 2014 года с дальнейшим ростом до 20% в третьем квартале. В 2015 году ожидается дальнейший рост прибыли от 20 нм производства.

16-нанометровый процесс производства от TSMC будет конкурентоспособным при производстве систем радиосвязи, потребительских микросхем, GPU, сетевых решений, программируемых вентильных матриц и серверных чипов.

Тем не менее, компания TSMC ожидает продолжение роста квартальной прибыли на 12,6—14,2% до 6,86—6,96 миллиардов долларов США за третью четверть этого года.

В третьем квартале валовая прибыль составит 48,5—50,5%, в то время как операционная прибыль достигнет 38,5—40,5%, отметил руководитель компании.

Компании TSMC и Samsung сейчас между собой тесно конкурируют, стремясь наладить FinFET процесс. Однако корейская компания использует его в микросхемах с 14 нм узлами, а TSMC — с 16 нм. Процессоры по обеим, 14 нм и 16 нм технологиям, должны поступить в продажу в самом начале 2015 года.

Тайваньская компания была пионером в области FinFET технологии и изначально планировала массово выпускать 16 нм микросхемы в конце 2014 года. Однако компании пришлось изменить свои планы, и выпустить вместо FinFET процесса усовершенствованный 16 нм процесс FinFET Plus, который будет потреблять меньше энергии и позволит ещё сильнее уменьшить размер ядра процессора.

Однако при этом Samsung, разрабатывающая 14 нм производство, действовала быстрее конкурента, заставив TSMC ускорить разработку своей 10 нм технологии, чтобы сохранить своё лидерство в этом бизнесе.

При этом стоит отметить, источники информации ничего не сообщали о деталях будущих контрактных отношений.

В настоящее время известно, что компания Samsung будет использовать 14 нм FinFET процесс для производства доли чипов Apple iPhone серии A в 2015 году. В помощь ей придёт TSMC со своей 16 нм FinFET технологией, отмечают источники. При этом основную часть, 60—70% производства, для Apple будет расположено в TSMC, ну а оставшейся долей производства, в 30—40%, займётся южнокорейская компания.

Правда, источники не исключают и возможности того, что оба производителя поделят заказы поровну.

В настоящее время 2,3 ГГц является предельной частотой для 28 нм Snapdragon 800 и Tegra 4i (Grey), которые выйдут в конце этого или начале следующего года.

И как обычно, чтобы преодолеть данное ограничение, необходимо использовать техпроцесс с меньшим размером транзисторов. 20 нм процесс TSMC позволит на 30% поднять скорость и в 1,9 раза увеличить плотность при 25% снижении энергопотребления. Тридцатипроцентное ускорение означает, что частота SoC ARM будет находиться на уровне 3 ГГц со значительным увеличением числа транзисторов, используемых в основном под нужды GPU. Скорее всего, именно таким образом компания NVIDIA и обеспечит установку видеоядра Kepler в процессор Logan, однако пока подтверждения этому нет.

Снижение энергопотребления на 25% будет означать на четверть увеличенный срок автономной работы, а поскольку малый срок автономной работы является основным недостатком смартфонов, данная модификация будет крайне важной для потребителей.

Такой технологический переход значительно улучшит позиции альянса ARM в конкуренции с производителями x86 процессоров. Но не стоит забывать, что Intel и AMD не дремлют. В 2014 году Intel планирует выпустить свой 14 нм Atom, предназначенный для планшетов и смартфонов, а AMD, в то же время, при производственной поддержке GlobalFoundries, собирается выпустить свои 14 нм чипы для планшетов и ноутбуков.