Новости про 7 нм, Intel и производство

Intel объявила об инвестиции в два новых завода

Пэт Гелсингер, новый исполнительный директор Intel, рассказал о своём видении развития компании в ближайшие годы.

Директор заявил, что Intel планирует инвестировать 20 миллиардов долларов в строительство двух новых заводов по производству микросхем, и, что самое интересное, откроет это производство для сторонних заказов.

Оба предприятия будут находиться в Аризоне, и оба должны начать выпуск продукции в 2024 году. Он сообщил, что компания готова приложить к их строительству максимум усилий, а сами заводу будут полагаться на сложную технологию экстремальной ультрафиолетовой литографии по 7 нм нормам.

Завод Intel

Также в ходе мероприятия Intel Unleashed Пэт Гелсингер заявил о концепции IDM 2.0. Эта аббревиатура расшифровывается как «Integrated Device Manufacturing», что означает открытость производства для сторонних заказчиков. Это гарантирует Intel достаточные мощности для собственного производства, а также обеспечит США большими производственными мощностями микросхем, которыми могут воспользоваться местные и иностранные заказчики. Концепция IDM получила номер 2.0 из-за того, что недавно компания уже собиралась воплотить подобные планы для 10 нм процесса, однако им не суждено было сбыться из-за провала внедрения техпроцесса.

Для этого будет организовано специальное подразделение IFS — Intel Foundry Service. Возглавит его доктор Рандир Тхакур. Оно обеспечит доступ к производственным мощностям со стороны европейских и американских заказчиков. Сама IFS будет производить микросхемы экосистем x86, ARM и RISC-V по технологическим нормам Intel.

Оверклокер сравнил 14 нм технологию Intel и 7 нм технологию TSMC под электронным микроскопом

В настоящее время Intel выпускает свои процессоры по 14 нм нормам. Это продолжается уже много лет. Формально технология называется 14 нм+++ после целого ряда усовершенствований. В то же время AMD выпускает свои процессоры по нормам 7 нм, но насколько эти технологии отличаются на самом деле?

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.

Микрофотографии 7 нм и 14 нм транзисторов

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.

Сравнение высоты затворов транзисторов, изготовленных по 7 нм и 14 нм
Сравнение ширины затворов транзисторов, изготовленных по 7 нм и 14 нм

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.

Intel может заказывать процессоры на стороне

В своём финансовом отчёте за второй квартал этого года компания Intel сообщила о том, что не успевает выпустить 7 нм техпроцесс вовремя и переносит его на год.

Это значит, что первые процессоры по 7 нм нормам появятся лишь в 2022 году. Переход компании на 10 нм технологию нельзя назвать успешным. Финансовый директор компании Джордж Дэвис отмечает, что 10 нм технология, по которой изготавливают процессоры Ice Lake, далеко не лучшая. Она обладает «меньшей продуктивностью, чем 14 нм, меньшей продуктивностью, чем 22 нм. Это не будет надёжная технология, как ожидали люди в сравнении с 14 нм, или что они увидят в 7 нм».

Intel

Проблема заключается в том, что Intel не может поднять частоты, и выход годных блинов ниже, чем у 14 нм процесса. Процессоры Ice Lake конкурируют с 14 нм Comet Lake, и имеют лишь преимущества в графике.

Теперь компания планирует стать более агрессивной. Она уже несколько лет использует сторонние производства для системной логики.

Теперь же исполнительный директор компании Боб Свон ищет более «прагматичный» подход к использованию сторонних производителей. Это значит, что компания будет заказывать у сторонних производителей более критичные компоненты, такие как GPU или даже CPU.

Настольные процессоры Intel Alder Lake, изготовленные по 10 нм нормам, появятся на рынке во второй половине 2021 года.

Intel активно готовит 7 нм процесс

Возможно, что у Intel появился свет в конце туннеля производства микросхем. Компания сообщила об активной разработке 7 нм технологии производства.

Этот 7 нм процесс будет использовать экстремальную ультрафиолетовую литографию (EUV). Об этом Intel сообщила инвесторам. Процесс будет отвязан от печально известного 10 нм глубокого ультрафиолета (DUV), и команды, работающие над технологиями, разделены. Сейчас протекает процесс квалификации 10 нм DUV технологии, и компания изготавливает небольшое количество маломощных процессоров Cannon Lake.

Пластина с микросхемами

Переход от 10 нм к 7 нм позволит вдвое уменьшить размер транзисторов. В 10 нм процессе DUV используется комбинация ультрафиолетовых лазеров с длинной волны 193 мм и мультипаттеринг (на самом деле 4 уровня). В процессе 7 нм EUV применяются суперсовременные непрямые лазеры 135 нм длины волны, исключая мультипаттеринг. Объединение этого лазера с масками позволит создать 5 нм технологию.

Успешная работа над 7 нм процессом означает готовность к квалификации в конце 2019 года и начало массового производства в 2020—2021 годах. Учитывая, что квалификация 10 нм DUV началась в конце 2017 года, а массовое производство началось в мае 2018 года, Intel не станет использовать 10 нм в течение многих лет, как произошло с 14 нм технологией.

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

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.

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

«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.

Intel планирует выпустить 7 нм процессоры к 2018 году

В ходе Международной конференции по твердотельным цепям, ISSCC 2015, компания Intel заявила о том, что конструкция микросхем и технологии производства будут готовы к выпуску чипов с размером элементов в 7 нм к 2018 году.

Старший научный сотрудник Intel, директор группы технологии и производства, Марк Бор пояснил репортёрам, как нынешние технологии производства будут по-прежнему подходить для производства 7 нм чипов. В Intel ожидают, что в следующем году компания сможет перейти на 10 нм производственный процесс. При этом при переходе на процессы мельче 7 нм, промышленность должна будет вложить дополнительные средства в разработку нового дорого и сложного метода производства, который будет включать использование ультрафиолетового лазера.

Бор также сообщил, Intel старается избежать задержек любого рода при выпуске поколения 10 нм процессоров, как это произошло с 14 нм Broadwell. Компания задержала выпуск этих чипов на несколько месяцев в связи с производственными проблемами. С самого начала выход годных пластин был низкий, и компании пришлось провести ряд экспериментов для отработки технологии. Сейчас же Бор подтвердил, что пробная 10 нм линия производства работает на 50% быстрее, чем 14 нм, поэтому он выразил уверенность в том, что 10 нм технология своевременно окажется в массовом доступе.