Новости про 5 нм

Технологии, предполагающие размер элементов менее 7 нм очень тонкие, ведь транзистор может быть повреждён из-за малейших включений в применяемые материалы. Поэтому производители прикладывают все силы к получению максимально чистых компонентов и тратят всё больше сил на внедрение новых технологий.

По информации промышленных источников, компания Samsung столкнулась с проблемами по внедрению 5 нм технологии EUV. Эти новости появились после того, как стало известно, что новое поколение 5G-чипсетов Qualcomm находится под угрозой срыва из-за производственных проблем Samsung.

В чём именно заключаются проблемы, и что их вызвало — не сообщается. Причин может быть масса, но факт в том, что Samsung не готова к массовому производству 5 нм продукции. Всё это может привести переносу заказов Qualcomm на TSMC, однако это потребует дополнительной конструкторской работы, да и не факт, что тайваньская компания сможет принять эти заказы.

Согласно информации DigiTimes, TSMC готовится начать массовое производство по 5 нм+ техпроцессу, который является усовершенствованным вариантом 5 нм, уже в IV квартале этого года.

Несмотря на пандемию, инженеры TSMC не простаивали ни минуты. Источники подтверждают, что массово произведенные в IV квартале чипы будут первыми, изготовленными по нормам 5 нм+, и появятся они в начале 2021 года. Это очень хорошие новости для TSMC, которой не коснулись общемировые проблемы.

Обе компании, и Samsung, и GloFo имеют свои предприятия в США. При этом рынок США является крупнейшим для TSMC, которая выполняет заказы для AMD, Apple, Broadcom, NVIDIA и Qualcomm, используя заводы, расположенные преимущественно в Тайване.

Samsung Austin Semiconductor, начавшая работу в 2005 году, была модернизирована для выпуска микросхем по 14 нм FinFET-технологии. При этом предприятие и далее планирует расширяться и внедрять более совершенные техпроцессы для выполнения заказов из США.

Решение Globalfoundries отказаться от гонки за 7 нм технологию привело к тому, что она меньше зависит от противостояния с TSMC на рынке передовых технологий. Тем не менее, в 2018 году GloFo объявила об активной работе с заказчиками на контрактной основе, но спустя год продала часть своего современного 300 мм завода в Нью-Йорке компании On Semiconductor.

Что касается самой TSMC, то она планирует построить и запустить завод с 5 нм технологией производства в Аризоне. Строительство начнётся в 2021 году, а начало производства микросхем запланировано на 2024 год.

Так, согласно утечке сведений, TSMC будет изготавливать микросхемы по технологиям N5 и N5+ для огромного количества клиентов. Речь идёт о таких заказчиках, как AMD с процессорами Zen 4 и GPU на основе RDNA 3, будущей архитектуре NVIDIA Hopper, а также массе других заказчиков, включая Qualcomm с будущей SoC Snapdragon 875 и 5G-модемом Snapdragon X60.

Также новую 5 нм технологию будет использовать Broadcom для выпуска своих новых высокоскоростных процессоров, другие компании, например, MediaTek, для выпуска серии 5G-чипов Dimensity 2000, графических процессоров Intel Xe, Apple для выпуска A15, Huawei для HiSilison Kirin 1100 и другие.

«5 нм процесс TSMC перейдёт в третью фазу в массового производства в III квартале. При этом заказы на второе полугодие от Apple и HiSilicon, а также других крупных клиентов, включая Qualcomm, Mediatek, Xilinx, Broadcom, AMD и NVIDIA, уже включают 5 нм конструкции чипов, которые войдут в массовое производство в течение следующих двух лет. В дополнение, ходят слухи, что Intel может разместить в TSMC на аутсорс некоторое производство 5 нм чипов. По мнению аналитиков, TSMC достигнет 10% доли своей прибыль от 5 нм процесса уже в этом году, а в следующем году установит рекорд в 25—30%», — говорится в статье.

Это важный шаг для индустрии, поскольку по слухам, NVIDIA будет использовать 5 нм процесс Samsung для производства новых GPU. Вероятно, это будут Ampere или Hopper.

«Во втором квартале компания нацелена на расширение лидерства в EUV, начиная с массового производства по 5 нм, пристально изучая неопределённую рыночную ситуацию, вызванную COVID-19» — говорится в отчёте компании.

Также компания сообщила о дальнейшем развитии, после запуска 5 нм процесса. Так, она планирует разрабатывать 3 нм производственный процесс GAAFET. При этом в будущее Samsung пока смотрит осторожно.

Второй производитель мобильных телефонов, компания Huawei, вынуждена сократить заказы у TSMC на производство своих процессоров HiSilicon по технологиям N7 и N5.

После запрета в США и блокировку приложений Google, Huawei ожидает снижение продаж. Решение Huawei по отзыву могло негативно сказаться на TSMC, однако на самом деле спрос на производственные мощности очень большой, и высвободившиеся заказы уже хотят взять AMD, Apple, и NVIDIA.

Так, освободившиеся заказы на N5 уже хочет занять Apple, которая будет изготавливать микропроцессоры для своих будущих мобильных устройств. Кроме того, компания дополнительно попросила TSMC изготавливать порядка 10 000 блинов в месяц.

За технологию N5 Enhanced теперь борются две компании, Apple и AMD. Эта технология была разработана специально для AMD, однако теперь в ней заинтересован и другой заказчик. При этом пока TSMC лишь планирует начать массовое производство по технологии N5 в середине этого года.

Что касается производства по 7 нм нормам, то оно полностью занято до конца текущего года. Но поскольку Huawei также сокращает заказы по этой технологии, на высвободившиеся производственные мощности уже положили глаз как AMD, так и NVIDIA.

Новая 5 нм технология обеспечит и более высокую транзисторную плотность. Сообщается о 84% приросте, по сравнению с прошлым поколением.

Рисковое производство по 5 нм нормам TSMC начала ещё в марте прошлого года. За прошедший год компания далеко продвинулась, и уже сейчас все производственные мощности по 5 нм нормам уже забронированы заказчиками, такими как Apple с её чипами A14.

Кроме большей плотности, технология N5 обещает и более высокую производительность, до 15% при том же энергопотреблении, или снижение энергопотребления на 30%, по сравнению с прошлым поколением N7.

Таким образом TSMC продолжает находится в авангарде технологий, сохраняя закон Мура.

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.

Такой дефицит сохранится в течение всего 2020 года, а к концу может даже усилиться. Дело в том, что по слухам, Intel может заказать у TSMC производство некоторых 7 нм изделий.

Сейчас тайваньская компания занята внедрением 5 нм технологии производства, которая должна стать серийной уже в первой половине текущего года. Первым заказчиком на неё является Apple, однако перевод производства SoC для iPhone на новую технологию позволит несколько разгрузить занятое сейчас оборудование. Как отмечалось ранее, пробные отпечатки микросхем по технологии N5 демонстрируют превосходные результаты качества.

Недавно она сообщала, что качество производства новых микросхем отличное, и что уже в первой половине 2020 года нас ждёт массовое производство процессоров по 5 нм нормам.

Теперь же компания сообщила, что рисковое производство микросхем SRAM по 5 нм нормам достигает 80% качества. Безусловно, это очень маленькие микросхемы. Полноразмерные микропроцессоры намного крупнее, а потому выход годной продукции будет намного ниже. Сайт AnandTech подсчитал, что при производстве микросхем площадью 100 мм2, выпуск годной продукции будет находиться на уровне 32%, что весьма неплохо, поскольку 5 нм технология находится лишь в середине рискового производства.

Эта технология будет использовать пятое поколение FinFET, а также EUV с более чем десятью слоями. Процесс N5 унаследует все правила конструирования из технологии TSMC N7, так что клиентам будет несложно провести миграцию.