Новости про 7 нм

TSMC изготовила первые 7 нм чипы по EUV процессу

Компания TSMC анонсировала изготовление первой потребительской микросхемы по процессу N7+, в которой используется экстремальная ультрафиолетовая литография на четырёх слоях.

Таким образом, TSMC стала первым в промышленности производителем, внедрившим эту технологию. В настоящее время лишь Samsung занимается развитием технологии EUV для 7 нм. Что касается Intel, то ей пока очень далеко до реализации, а GlobalFoundries недавно объявила о сворачивании разработки 7 нм и EUV.

Учитывая полученные данные, TSMC планирует начать рисковое производство по нормам N5 уже в апреле 2019 года. Эта технология предусматривает ультрафиолетовую литографию на 14 слоях кристаллов.

Завод TSMC
Завод TSMC

Сейчас же по N7+ процессу изготовлены тестовые ядра ARM A72. Они оказались на 20% плотнее и на 6—12% энергоэффективнее традиционных 7 нм чипов. Технология N5, в свою очередь, позволит ускорить работы процессоров на 14,7—17,7% при уменьшении площади в 1,8—1,86 раза.

Однако технология EUV, при всех преимуществах, имеет одну большую проблему — стоимость. Ожидается, что запуск процесса N5 будет стоить от 200 до 250 миллионов долларов, при том, что 7 нм технология сейчас стоит 150 миллионов. Этот факт сильно сдерживает индустрию, и всё больше производителей сейчас решают замедлить свой прогресс, чтобы сохранить средства.

Производители замедляют работу над 7 нм процессом

Технологии производства микросхем с размерами элементов менее 10 нм требуют больших инвестиций, а потому многие разработчики и производители решили повременить с переходом на новые технологии. По всей видимости, такой шаг заметно повлияет на эволюцию полупроводниковых систем.

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.

Qualcomm Snapdragon
Qualcomm Snapdragon

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.

GlobalFoundries прекращает работу на 7 нм

Производитель микропроцессоров GlobalFoundries сделал важное заявление об изменении стратегии компании.

Контрактный производитель микросхем объявил о сворачивании работы над процессом 7LP (7 нм). Вместо этого он сфокусируется на 14LPP/12LP платформе, и будет изготавливать радиочастотные устройства, встраиваемую память и прочие устройства с низким энергопотреблением. На фоне закрытия 7 нм разработки GloFo сократит 5% персонала, а также разорвёт лицензионные соглашения с AMD и IBM.

GlobalFoundries
GlobalFoundries

Технический директор GlobalFoundries Гэри Пэттон сообщал, что первые 7 нм чипы будут доступны клиентам уже в IV квартале этого года, однако «несколько недель назад» компания решила сделать резкий стратегический разворот.

Он отметил, что решение основано не на технических трудностях, с которыми столкнулась компания, а на изучении возможностей для бизнеса, которые открывались для платформы 7LP, а также из финансовых соображений.

На фоне данного анонса AMD сообщила, что переводит все свои 7 нм процессоры, CPU и GPU, в производство на TSMC.

Intel не выпустит 10 нм процессоров до зимних праздников 2019 года

Давайте представим 2019 год. У компании AMD вовсю продаются 7 нм процессоры, в то время как Intel по-прежнему предлагает только 14 нм решения. Примерно настолько печально выглядят перспективы Intel по 10 нм технологии.

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.

Технологическая дорожная карта Intel Intel
Технологическая дорожная карта Intel Intel

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.

AMD Vega 20 может иметь производительность в 20 терафлопс

Рынок графических процессоров последние годы испытывает застой. И если NVIDIA Pascal демонстрирует достаточную производительность, то у AMD дела обстоят хуже.

Ближайшим обновлением GPU у AMD будет чип Navi, запланированный на 2019 год. Но это не будет топовое решение, он придёт на смену Polaris. Ситуацию мог бы исправить Vega 20, изготавливаемый по 7 нм, но этот GPU предназначен только для промышленного использования. Тем не менее, о его возможных спецификациях ходят слухи.

GPU AMD Vega 20
GPU AMD Vega 20

Последние из них утверждают, что Vega 20 получит 32 ГБ видеопамяти HBM2 и шину PCI Express 4.0. Сообщается, что площадь чипа составит 360 мм2, что на 30% меньше Vega 10 с 510 мм2. При этом чип сможет обрабатывать 20 триллионов операций с плавающей запятой в секунду. Тактовая частота нового GPU вырастет на 20—40% по сравнению с Vega 10, а энергоэффективность возрастёт на 55%. Прирост производительности, по отношению к прошлому поколению достигнет 65%, а энергопотребление составит 300—350 Вт. Это позволит AMD обойти Tesla V100 с TDP в 300 Вт и производительностью 15,7 терафлопс.

Большой Navi 20 появится в 2020 году

Согласно сообщениям компании AMD графические процессоры Navi 10, также называемые малыми Navi, изготовленные по 7 нм нормам, появятся в 2019 году. При этом компания готовит и GPU Navi 20, но их не стоит ожидать до 2020 года.

Когда мы говорим о 2020 годе, мы должны понимать, что традиционно первое полугодие в области видеокарт всегда принадлежит AMD, но учитывая, что в следующем году будут выпущены Navi 10, следующее поколение стоит ждать скорее к концу 2020 года.

Видеопроцессор AMD Radeon
Видеопроцессор AMD Radeon

Что касается Navi 20, то это будет 7 нм процесс производства, а в основе будет лежать наработки из Navi 10. Чипы Navi 10 придут на смену Radeon RX 580, но обеспечат намного лучшую производительность. Однако у NVIDIA есть чем ответить. Даже сейчас карте RX 580 успешно противостоит GTX 960, ускоритель прошлого поколения, а учитывая появление на горизонте Turing, AMD придётся приложить много усилий для противостояния конкурентам.

Intel: проблемы 10 нм не коснутся 7 нм

Переход на 10 нм технологию производства доставил Intel массу проблем. Долгие годы компания отрабатывает этот техпроцесс, однако он до сих пор он даёт слишком много брака, когда речь заходит о высокопроизводительных решениях.

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.

Исполнительный директор Intel Брайан Крзанич
Исполнительный директор Intel Брайан Крзанич

«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.

TSMC представила технологию производства микросхем WoW 3D

Taiwan Semiconductor анонсировала внедрение технологии производства объёмных стековых чипов. Эта технология была названа пластина-на-пластине (Wafer-on-Wafer, или WoW). Также компания пообещала готовность 7 нм+ процесса в этом году и 5 нм процесса в следующем.

Современные микросхемы очень сложно уменьшать, поэтому переход на более тонкие техпроцессы занимает много времени. Однако промышленность требует увеличения числа транзисторов в чипе, и в TSMC придумали как удвоить их количество, применив стеки. Многослойные конструкции давно используются в микросхемах памяти, но только теперь TSMC стала готова предложить эту технологию для всех типов чипов.

Пластина микросхем
Пластина микросхем

Технология, созданная в партнёрстве с Cadence Design Systems, основана на существующих техниках чип-на-пластине-на подложке (Chip-on-Wafer-on-Substrate — CoWoS) и интегрированного разветвления (Integrated Fan-Out — InFO). По сути, технология WoW заключается в изготовлении двух обычных пластин микросхем, которые производятся перевёрнутыми, так, что сверху и снизу оказывается подложка. Затем традиционные пластины связываются сквозными проводниками по технологии through-silicon via (TSV), образуя пакеты.

Структура чипов TSMC WoW

Кроме технологии WoW в компании также подтвердили, что в этом году она будет готова выпустить усовершенствованный 7 нм процесс, в то время как 7 нм технология первого поколения будет доступна для массового производства. В следующем же году TSMC готовится выпустить 5 нм микросхемы.

Разработка 7 нм процесса Samsung идёт быстрее графика

В Сети появились слухи о том, что разработка 7 нм EUV процесса компании Samsung опережает график! Южнокорейский гигант с успехом продвигается в создании 7 нм технологии, а главным клиентом компании станет Qualcomm.

Скорее всего, под 7 нм процессом подразумеваются 7 нм LPP (low power plus) узлы, для производства которых применяется экстремальная ультрафиолетовая литография.

Логотип Samsung
Логотип Samsung

По имеющимся данным, Samsung наладила производственные условия и закончила опытные работы по 7 нм EUV процессу на линии Hwaseong S3. Инженеры и конструкторы, создававшие 7 нм процесс, подготовили конструктивную базу и методологии, необходимые для начала опытного производства для клиентов. Сами инженеры перешли к разработке 5 нм процесса, который пока находится на самых ранних этапах.

Согласно данным SE Daily, Samsung будет готова к началу массового производства Qualcomm Snapdragon 855 по 7 нм LPP процессу в конце этого или начале следующего года. В компании сообщают, что 7 нм технология обеспечивает на 40% меньше чипы, по сравнению с 10 нм процессом. Также они обеспечат 10% прирост производительности или 35% снижение энергопотребления.

2 нм могут оказаться невыгодными

В ходе мероприятия группы Synopsys, прошедшего в Санта Кларе, Калифорния, прозвучали слова сомнения о возможности перехода полупроводниковой промышленности на 2 нм нормы производства в будущем, поскольку этот переход вряд ли будет экономически целесообразным.

Конечно, инженеры видят способы уменьшения транзисторов до 5 нм, 3 нм и даже 2 нм, но некоторые сомневаются в коммерческой эффективности этих переходов. Пока об этом говорить слишком рано, но повышение сложности и рост затрат на всё уменьшающиеся чипы может означать, что даже 5 нм процесс окажется экономически нецелесообразным.

Дорожная карта уменьшения размеров транзисторов в микросхемах
Дорожная карта уменьшения размеров транзисторов в микросхемах

«Прирост производительности в 16%, полученный при переходе на 10 нм, теряется при переходе на 7 нм по причине сопротивления в металлических дорожках. Энергосбережение, возросшее на 30% при 10 нм, при переходе на 7 нм возрастёт на 10—20%, а площадь кристалла, уменьшившаяся на 37% при 10 нм сократится на 20—30% с переходом на 7 нм», — заявил Пол Пензес, старший директор технологической команды Qualcomm.

«Площадь по-прежнему уменьшается на хорошую двухзначную величину, но скрытые затраты возрастают, означая, что реальные преимущества в стоимости и прочие улучшения начинают снижаться… И не ясно, что останется на 5 нм», — добавил Пензес, допустив, что 5 нм процесс может стать единственным улучшением после 7 нм.