Новости про 3 нм

Теперь компания решила, что второе поколение 3 нм производственного процесса, который сейчас называется SF3, будет переименован в 2 нм SF2. Данный ребрендинг позволит южнокорейскому гиганту упростить номенклатуру своих техпроцессов и лучше конкурировать с заводами Intel, по крайней мере, визуально.

В то же время Intel уже в этом году запустит процесс 20A, технологию 2 нм класса. При этом Samsung уже уведомила заказчиков об изменениях наименования с SF3 на SF2. Компания уже пошла настолько далеко, что начала переподписывать договоры с заказчиками, которые ждут продукцию по нормам SF3.

Южнокорейская компания планирует запустить переименованный процесс SF2 во второй половине 2024 года. Технология будет использовать транзисторы с окружающим затвором GAA, которые Samsung называет Multi-Bridge-Channel Field Effect Transistors (MBCFET), и не предлагает подвод энергии с обратной стороны, что является важным преимуществом у Intel 20A.

Кроме этого источник также сообщил, как будут изготовлены ядра Nirvana Zen 5 и Prometheus Zen 5c. Отмечается, что CCD первого процессора будут выпускаться по стандартам TSMC N3, в то время как ранние слухи гласили, что это будет технология N4. Что касается Zen 5c, то этот чип также будет применять 3 нм процесс.

Ранее сообщалось, что процессоры AMD Zen 5 Granite Ridge уже находятся в производстве, однако пока никаких подтверждений этому нет. По всей видимости, всё начнётся через перу-тройку месяцев.

Всего несколько лет назад выпуск одного 300 мм блина TSMC стоил порядка 5000 долларов, в зависимости от заказчика. Однако теперь, с переходом на 3 нм процесс, цена одного блина выросла до 20 000, в 4 раза. И такая стоимость оказалась неподъёмной для NVIDIA и AMD. Как известно, NVIDIA уже использовала процесс N8 от Samsung, однако производит Ada Lovelace по процессу 4N снова на TSMC. Дальнейший же технологический рывок будет стоить для компаний слишком дорого.

Однако у производителей мобильных систем выбора нет. И Qualcomm, и MediaTek вынуждены использовать TSMC N3 как наиболее эффективное решение на рынке. Сообщается, что аналогичные решения Samsung дают на 10% меньшую производительность. Заказчики же крупных процессоров, такие как AMD и NVIDIA, пока ожидают удешевления процесса производства, в надежде на снижения брака и уменьшение себестоимости, либо же доводки аналогичной технологии у конкурентов.

Сможет ли Samsung догнать TSMC пока не ясно. У тайваньской компании дела пока идут неплохо, однако в будущем возможны изменения. Кроме того, Intel возлагает большие надежды на модель IDM 2.0 Fab, и если она сможет добиться успеха с технологией Intel 18A, это непременно разобъёт монополию TSMC.

Согласно отчёту DigiTimes, процессор NVIDIA GB100 выйдет в 2024 и продолжит традицию компании по двухлетнему циклу смены архитектуры. Что касается B100, то по всей видимости, это будет вычислительный продукт для искусственного интеллекта и высокопроизводительных расчётов. В то же время, продукт GB100 будет использовать мультичиповую конструкцию, что позволит заметно увеличить производительность, по сравнению с продуктом GH100 архитектуры Hopper.

Какую именно 3 нм технологию будет использовать TSMC для производства новых графических процессоров, пока неизвестно. Тайваньский производитель обладает технологиями N3P для производительных решений и N3X для систем HPC. В то же время для GPU Ada Lovelace, Hopper, и Ampere NVIDIA использовала специализированную технологию производства. Вероятно, архитектура Blackwell пойдёт по тому же пути.

За последние годы Samsung Foundry потеряла ряд клиентов из-за высокого процента производственного брака и проблем с теплоотводом.

И вот теперь инвестиционная фирма Hi Investment & Securities опубликовала отчёт, согласно которому выход годной продукции по 4 нм процессу Samsung Foundry превысил уровень 75%. У TSMC этот уровень составляет 80%. В то же время при производстве по 3 нм нормам у корейской компании дела идут лучше. Так, выход годной продукции у Samsung составляет 60%, в то время как у TSMC — 55%. Это значит, что Samsung добилась лучших результатов и большей эффективности производства, что может позволить ей вернуть клиентов, потерянных на этапах лидерства 4 нм и 5 нм технологий.

NVIDIA и Qualcomm сообщают, что рассматривают вариант возвращения к Samsung на второе поколение 3 нм процесса (SF3), в основном из-за того, что производственные мощности TSMC выкуплены Apple. Кроме того, чипы TSMC, которые будут производиться на заводах в Японии и США, будут на 15—30% дороже тайваньских, что также подталкивает заказчиков к смене подрядчика.

В ходе конференции с аналитиками исполнительный директор TSMC Веи сообщил, что спрос на 3 нм чипы превышает производственные возможности. Также аналитики отмечают, что проблемы с инструментарием TSMC и качеством повлияли на способности компании ускорить массовое производство.

В настоящее время выход годной продукции для чипов Apple A17 и M3 достигает 55%. При этом компания имеет план по увеличению качества на 5% в ближайшие кварталы.

Процессоры Apple A17 и M3 будут построены по второму поколению 3 нм процесса. Данные чипы найдут себе место в iPhone 15 Pro и новых компьютерах Mac.

В то же время у TSMC есть планы по переходу на 2 нм процесс в 2025 году.

В 2021 году компания Intel объявила о программе IDM 2.0, изменив подходы к производству чипов. Подавляющее большинство процессоров по-прежнему изготавливается самой Intel, однако некоторая часть уже заказана на стороне, у TSMC. И на будущее у Intel есть контракт с TSMC на выпуск процессоров Arrow Lake по нормам 3 нм.

Первые чипы Arrow Lake должны были появиться в III квартале 2024 года, но по сообщениям DigiTimes, теперь планы иные. Производство 3 нм процессоров перенесено на IV квартал, а значит в продаже эти процессоры появятся не раньше начала 2025 года.

Крупнейший производитель микросхем, TSMC, в ближайшее время сократит производство процессоров хай-энд класса. Причиной этому стал экономический спад, накрывающий планету. По данным DigiTimes в 2023 году десять крупнейших заказчиков сокращают заказы, что негативно скажется и на доходах и самой TSMC. Как известно, в конце декабря компания начала массовое производство микросхем по 3 нм нормам. Первоначальный спрос на него был велик, однако теперь интерес к нему снижается.

При этом спрос на 4/5 нм производство остаётся весьма высоким, а процессы 6 нм и 7 нм будут использованы намного меньше, загрузка оборудования составит порядка 50%. Объяснение этому весьма простое: на фоне мирового финансового кризиса люди вряд ли будут покупать новые гаджеты хай-энд уровня, что даёт дополнительный смысл для продолжения использования технологии нынешнего поколения с размерами элементов 4-5 нм.

В свою очередь, это приведёт к сокращению поступления финансов к TSMC и сложностям с инвестициями в дальнейшее развитие технологии.

Дело в том, что по данным самой TSMC, плотность кэш-памяти SRAM в новой технологии 3NE будет точно такой же, как и у 5 нм предшественника.

Более совершенная версия 3NB является более нишевой, и она уже будет иметь некоторое масштабирование SRAM, правда, всего на 5% по сравнению с 5 нм. При этом транзисторы в ядрах будут уменьшены в традиционные 1,6—1,7 раза, хотя этот процесс весьма сложен и эти цифры говорят о Законе Мура весьма приближённо.

Проблема заключается в том, что уменьшить размер процессора, не уменьшая физический размер кэша — невозможно. Процессор настолько большой, насколько большой у него кэш. Место на кристалле, занятое кэшем, не может быть использовано под размещение логики, а учитывая рост числа логических транзисторов производителям микросхем нужно продолжать наращивать размер кэша, чтобы избежать узкого места, связанного с памятью.

И размер транзисторов, с каждым производственным поколением, продолжает сокращаться, а вот компенсировать увеличение кэша за счёт уменьшения SRAM — не удаётся. И именно этот процесс может стать началом конца Закона Мура.

Сайт DigiTimes сообщает, что блины, которые будут изготовлены по 3 нм нормам, обойдутся заказчикам в 20 000 долларов, на 25% дороже, чем по 5 нм технологии. Что касается процесса 5 нм, то такие блины будут стоить 16 000 долларов, а 7 нм — 10 000 долларов.

20 000 долларов за один блин с микросхемами — это рекордная цена. Однако «TSMC вкладывает огромные средства в развитие, и прикладывает все силы, чтобы клиенты имели доступ к лучшим технологиям в мире».

Сейчас технологические гиганты вроде Apple, AMD и NVIDIA бронируют производство для своих самых современных микросхем. А учитывая, что цена производства вырастет на 25%, нас ожидает заметное подорожание всей электроники.