Новости про 7 нм и прогнозы

На первую половину 2019 года TSMC получила меньше заказов на 7 нм процесс, чем планировалось. В результате производственные мощности будут загружены только на 80—90%. Заказывать производство будет не только Apple, но также HiSilicon и Qualcomm. Эту информацию распространил китайский ресурс Commercial Times.

Пока TSMC отказалась комментировать данную информацию. Свой финансовый отчёт и прогнозы компания планирует представить на встрече с инвесторами в середине января.

Ранее компания сообщала, что к концу 2018 года у неё в производстве будет более 50 конструкций чипов, изготавливаемых по 7 нм нормам. К концу 2019 года их количество возрастёт до 100. При этом в 2019 году доля 7 нм чипов составит 20%.

Компания Qualcomm выпускает Snapdragon 835 по 10 нм процессу. В то же время Samsung выпускает Exynos 8895 со второго квартала этого года. Остальные производители чипсетов только начинают приобщаться к 10 нм производству.

Смартфон Apple нынешнего поколения использует чип A10, и его процессор изготовлен TSMC по 16 нм нормам. Следующий же iPhone получит 10 нм процессор. Что касается MediaTek, то совсем недавно она выпустила 10 нм чип X30, а Huawei уже представила Kirin 970. Эта SoC появится в телефоне P10 уже через месяц.

Что касается будущего, то смартфон Galaxy S9 также будет оснащён 10 нм SoC, хотя будет выпущен во втором квартале 2018 года. Однако во второй половине будущего года производители начнут переходить на 7 нм нормы. Большую роль в этом переходе должна сыграть AMD, которая к этому времени подготовит новые GPU.

Стоит отметить, что это огромный прорыв. Ведь всего 10 лет назад, когда вышел первый iPhone, в нём использовался 65 нм процессор ARM 11, а уже в этом году нам будет представлен iPhone c 10 нм чипом с поддержкой Gigabit LTE, 4K, 360-градусного видео и дополненной реальностью.

Технология производства с размером элементов 7 нм будет готова для рискового производства уже в ближайшие месяцы, а массовое производство, по словам Лиу, должно начаться в 2018 году.

Для усовершенствованной версии 7 нм технологии TSMC применит экстремальную ультрафиолетовую литографию (EUV), а также будет её полноценно использовать для 5 нм процесса.

Поскольку 10 нм технологию TSMC используют в основном для мобильных устройств, компания решила ускорить разработку, и начать выпуск коммерческих чипов по этому процессу уже в этом квартале. При этом во второй половине 2017 года поставки будут быстро расти.

По словам исполнительного директора TSMC Марка Лиу, компания сохранит свой статус лидера технологии, и это всегда являлось фундаментальной стратегией. Сейчас компания массово производит 16 нм процессоры, а в конце года начнёт массовое производство по 10 нм нормам. А уже в начале следующего года компания приступит к рисковому производству по 7 нм технологии, также параллельно  занимаясь разработкой 5 нм технологии.

В то же время, не прекращая работу над 5 нм процессом, компания занимается и исследованиями 3 нм технологии. По словам Лиу, в этих исследованиях заняты порядка 300—400 инженеров.

Более того, директор отметил, что его компания активно работает с университетами по разработке 2 нм технологии, и добавил, что используя эти технологические прорывы, закон Мура сохранят свою актуальность.

В следующем же году компания рассчитывает продать 12 таких машин. Каждая из таких машин стоит порядка 100 миллионов долларов и является неотъемлемой частью для перехода производителей микросхем на следующий технологический уровень.

Отмечается, что технология EUV будет окончательно готова к реализации в 2020 году. Учитывая перенос сроков выпуска 10 нм процесса у Intel, можно ожидать, что компания перейдёт на 7 нм технологию в то же время, когда TSMC приступит к 5 нм производству.

До полноценного внедрения инструментов EUV требуется провести ещё массу работы. В последних версиях машин ASML устанавливала источник света мощностью 125 Вт, а производственная мощность составляет 85 блинов в час. В настоящее время ASML работает над 210 Вт источником, однако массовое производство потребует источника света мощностью 250 Вт и производственной мощности 125 пластин в час.

Надёжность также имеет большое значение. Производство требует продолжительность включения на уровне 90%, однако сейчас лучшее время равно 80% за четырёхнедельный период.

Инженер, который однажды придумал конструкцию процессоров класса Pentium, предсказывает, что Закон Мура существует и выполняется из последних сил. Он заявил, что возможность упаковки вдвое большего числа транзисторов каждые два года на кристалле того же размера будет исчерпана к 2020 году с 7 нм технологией производства или к 2022 году с 5 нм техпроцессом.

Колвелл заявил, что прекращение Закона Мура будет иметь далеко идущие последствия для полупроводниковой промышленности, поскольку это будет означать конец экспоненциального роста вычислительной мощности. Он добавил, что инженеры непременно предпримут ряд действий по недопущению застоя, но усомнился, что будут сделаны новые открытия, которые поспособствуют новому экспоненциальному росту производительности либо восстановлению Закона Мура.

Экспоненциальный рост по Закону Мура, продолжающийся уже три десятка лет, привёл нас к ускорению работы процессоров с 1 МГц до фактически 5 ГГц, т. е. к увеличению скорости в 3500 раз. Для сравнения, Колвелл сообщил, что сделанные модификации архитектуры привели к увеличению производительности только в 50 раз. Экспоненциальный рост всегда заканчивается по причине невозможности дальнейшего развития, и существующая тенденция, к сожалению, очень редка.

«Я не ожидаю очередного ускорения в электронике в 3500 раз, может, в 50 раз, за следующие 30 лет», — отметил инженер. Он также добавил, что с завершением действия Закона Мура ежегодный прирост производительности составит не более 10%, к сожалению.

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.

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.