Новости про 7 нм и Samsung

Тогда NVIDIA говорила, что попытки перевести производство на Samsung оказались малоуспешными, а возврат к TSMC был затруднён тем, что у производителя уже не оказалось достаточного количества производственных мощностей, которые были заняты как раз AMD.

Графические процессоры RDNA 2 от AMD имеют все шансы побороть видеокарты NVIDIA Ampere, однако их можно рассматривать как временных конкурентов. По информации издания «Moore's Law is Dead», компания «NVIDIA не беспокоится о том, что AMD сможет побить её топовую карту». Их беспокойства будто RDNA 2 сможет обойти GeForce RTX 3080 оказались беспочвенными, поскольку NVIDIA смогла производить их по 8 нм технологии у Samsung.

При этом топовые карты Ampere, которые NVIDIA будет производить на заводах TSMC по нормам 7 нм, смогут легко обойти и Big Navi, и саму RTX 3080.

По слухам, GeForce RTX 3080, изготовленная по 8 нм нормам Samsung, опережает RTX 2080 Ti на 15—25%, а GeForce RTX 3090, выпускаемая на TSMC по 7 нм нормам, опережает RTX 2080 Ti на 45—60%. Заметная разница.

При этом известно, что ускоритель NVIDIA Ampere A100 производится именно TSMC по 7 нм нормам. Множественные источники гласят, что новое поколение видеокарт NVIDIA будет полностью изготовлено по 8 нм процессу на заводах Samsung.

Честно говоря, эти слухи не выглядят правдоподобными. Известно, что Samsung хочет побороться за лидерство с TSMC, для чего продаёт свои блины с микросхемами дешевле конкурента. Но это не означает, что NVIDIA откажется от TSMC.

Раньше NVIDIA всегда удавалось создать высокопроизводительные и экономные к энергии продукты, не прибегая к топовым технологиям. Достаточно сравнить энергопотребление 7 нм Navi от AMD с 12 нм решениями NVIDIA.

При этом не стоит исключать частичного перехода на процессоры, производства Samsung. Сейчас NVIDIA заказывает у южнокорейского гиганта GPU для нижнего сегмента видеокарт. Возможно, этот же подход сохраниться и в будущем.

В любом случае, правду мы узнаем после анонса видеокарт 30-й серии.

Южнокорейский гигант является одной из немногих выживших компаний по производству микросхем на заказ. И хотя TSMC является бесспорным лидером, Samsung хочет занять её место благодаря технологии GAAFET и финансовым вливаниям.

На днях компания сообщила, что её завод V1 приступил к массовому производству по нормам 7 нм и 6 нм с планом по переходу в будущем на 3 нм. Линия использует специализированную технологию EUV-литографии, которая является важным фактором в дальнейшем уменьшении размеров элементов транзистора.

Запуск нового производства с EUV в полупроводниковом мире является крупнейшим событием, поскольку TSMC нуждается в здоровой конкуренции, да и в целом производственных мощностей сейчас недостаточно. Некоторые сообщения гласят, что уже в этом году Samsung начнёт производство графических процессоров для NVIDIA по 7 нм нормам.

К концу года корейская компания планирует инвестировать в завод V1 6 миллиардов долларов, что позволит утроить производственные возможности по 7 нм и более совершенным техпроцессам.

Однако теперь, по уверению DigiTimes, сама NVIDIA объявила о планах по выпуску архитектуры Ampere по 7 нм технологии EUV. В настоящее время компания производит свои GPU у TSMC по 12 нм нормам. Переход на новые технологи позволит увеличить плотность транзисторов в чипе, снизить энергопотребление и поднять тактовые частоты.

Переход на новый техпроцесс состоится в 2020 году. Это значит, что ещё год NVIDIA не выпустит новую серию видеокарт, что даёт AMD некоторое преимущество на ближайшее время.

Компания Samsung объявила о завершении разработки техпроцесса и начале производства пластин на основе 7LPP EUV процесса. Производство налажено на заводе S3 в корейском Хвасоне. Компания отмечает, что технология может использоваться для построения устройств следующего поколения, таких как 5G-модемы, искусственный интеллект, ЦОД, Интернет вещей и сетевых чипов.

Представленная технология 7LPP предусматривает применение света длиной 13,5 нм для экспозиции кремния. Другие компании (кроме TSMC) застряли на старой технологии, основанной на проникновении фторида аргона и засветке излучением с длиной волны 193 нм, что требует применения дорогих многослойных масок. В частности Intel сможет перейти на аналогичный процесс лишь в 2021 году.

Южнокорейский гигант занимался исследованием экстремальной ультрафиолетовой литографии с начала 2000-х. Таким образом, на доработку EUV потребовалось почти двадцать лет. Не удивительно, что многие профессионалы отрасли скептично относились к возможности промышленного запуска этого процесса.

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.

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.

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

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.

Это сотрудничество нацелено на создание мобильных чипсетов Qualcomm Snapdragon 5G с использованием 7-нм LPP EUV процесса от Samsung.

В то же время Qualcomm ожидает, что будущие 5G-чипсеты будут выпущены на производственных мощностях южнокорейского гиганта. Использование 7-нм процесса обеспечит меньшую площадь чипа, позволив OEM изготовителям применять освободившееся пространство в других целях. Кроме того, новый усовершенствованный процесс, вместе с улучшенной конструкцией схемы, обеспечит значительное увеличение срока автономной работы.

По сравнению с 10-нм FinFET процессом, технология 7LPP EUV не только снижает сложность процесса и уменьшает количество шагов при изготовлении, но и на 40% повышает эффективность использования пространства, с 10% приростом производительности или до 35% снижения энергопотребления.

На той же конференции Intel представила свою конструкцию SRAM, но изготовленную по 10 нм, что «в пределах 15% от указанных 7 нм ячеек». Некий аналитик на EE Times заявил, что для intel это совершенно нехарактерно, заявлять о 15% отставании от конкурентов.

Intel заявила о 0,0312 мм² высокоплотных и 0,0367 мм² низковольтных битовых ячейках SRAM, выполненных по 10 нм процессу. В то же время 6T 256 мегабитное устройство Samsung имеет битовую ячейку площадью 0,026 мм². Конструкция Intel предлагает 0,62–0,58x масштаб по сравнению с 14 нм SRAM, сохраняя исполнение закона Мура и оставаясь «в пределах 15% от самой маленькой 7 нм ячейки».

Некоторые обозреватели скептически настроены по отношению к Samsung. Так, Дэвид Кэнтер отмечает, что Intel и TSMC куда более консервативны в разработке EUV, чем Samsung, и именно в этом кроется разница. Сама же Samsung отказалась сообщить о сроках начала производства EUV продуктов, что может означать фактическую невозможность южнокорейского гиганта выпускать такую продукцию.

В любом случае мы видим, что технология экстремальной ультрафиолетовой литографии, долгие годы откладывавшаяся на более тонкие техпроцессы, наконец находит себе место у производителей интегральных схем.

Если Snapdragon 835 и Snapdragon 845 изготавливались на заводах Samsung, то по информации Nikkei, Qualcomm решил перейти к производителю TSMC. Также TSMC будет изготавливать для Qualcomm модемы для смартфонов и лёгких устройств-конвертеров.

Переход от Samsung к TSMC — это большой шаг для Qualcomm и всей индустрии, ведь большинство флагманских Android-смартфонов основаны именно на платформе Qualcomm. Также в ближайшее время начнут появляться ноутбуки на базе этих платформ.

Кроме новости о Qualcomm, Nikkei также сообщила о том, что TSMC также изготовит наследника для Apple A11, который используется в iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X. Сейчас Apple A11 Bionic изготавливается TSMC на 10 нм мощностях.

Новым процессом стал 11 нм Low Power Plus (LPP) FinFET. Эта технология будет коммерчески доступна в первой половине 2018 года. По сравнению с процессом 14LPP, новая технология Samsung обеспечит 15% прирост производительности изготавливаемых процессоров, а также уменьшит на 10% физическую площадь чипов. Всё это достигается при том же энергопотреблении. Технологию планируется применять при производстве SoC, используемых в смартфонах среднего уровня. Для своих топовых смартфонов компания продолжит использование процесса 10LPP.

Также южнокорейская компания объявила о новых достижениях в разработке 7 нм LPP процесса, который использует ультрафиолетовую литографию (EUV). В компании сообщили, что первые чипы по этой технологии будут выпущены во втором полугодии 2018, однако о коммерческом производстве не сообщила ничего. Сейчас Samsung уверяет, что добилась 80% эффективности при выпуске по 7 нм EUV технологии 256 Мб чипов SRAM на тестовой линии.

Компания Samsung Electronics продемонстрировала дорожную карту, касающуюся производства микросхем.

В ходе презентации вице-президент Samsung по технологии Хо-Кью Кан отметил, что многие производители столкнулись с проблемой при разработке технологий меньше 10 нм. Однако Samsung справилась с задачей, ключом к которой стало использование полевого транзистора с «кольцевым» затвором (GAA FET). Эти транзисторы позволят компании продолжить уменьшать элементы до размера 7 нм и 5 нм. Для изготовления пластин компания применит технологию экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV).

Вице-президент отметил, что 7 нм процесс Samsung разрабатывается для изготовления чипов хай-энд уровня, таких как GPU и процессоры искусственного интеллекта, серверных процессоров и систем помощи управления автомобилем.

Что касается 5 нм производства, то Кан отметил, что его планируют запустить в серию в 2020 году.

Кроме новых технологий с малым размером элементов Samsung также сообщила о запуске технологии FD-SOI, которая является недорогой альтернативой FinFET, а также представила 28 нм FD-SOI, которая создана специально для устройств интернета вещей.

«Мы максимизируем преимущества EUV в 7 нм процессе и гарантируем конкурентоспособность в вопросе производительности и энергопотребления».

О того, сможет ли Samsung выпустить 7 нм чипы в начале следующего года зависят сроки выпуска флагмана Samsung Galaxy S9.

Южнокорейский гигант анонсировал массовое производство 10 нм чипов в ноябре прошлого года, которые будут применены в смартфонах этого года, включая Snapdragon 835/Exynos 8895 для Galaxy S8. В то же время 14 нм процессоры Samsung будут использованы в устройствах среднего уровня и носимой электронике.

Ассоциация производителей Semiconductor Industry Association, в которую входят такие гиганты как IBM и Intel, опубликовала дорожную карту, согласно которой транзисторы перестанут уменьшиться в 2021 году. Проще говоря, в этом не будет финансовой выгоды, поскольку компании не смогут окупить затраты. Вместо этого они используют другие технологии повышения плотности, в частности, применят 3D стеки.

В сделанном прогнозе есть много здравого смысла. Количество компаний, производящих процессоры, стало крайне малым. По сути, этим занимается всего 4 фирмы: Intel, GlobalFoundries (бывшая дочка AMD), Samsung и TSMC, и нет никакой гарантии, что все они просуществуют до 2021 года. Также известно, что Intel замедлила разработку чипов. Этот факт также отражает трудности, с которыми сталкиваются производители при уменьшении размеров элементов, в частности, с утечками мощности.

Однако отказ от «утонения» технологии вовсе не означает нарушение закона Мура. Использование объёмных стеков продолжит ещё некоторое время удваивать количество транзисторов. Также представленная дорожная карта не является гарантией. Мы уже много раз слышали о технологических тупиках, и каждый раз у физиков и конструкторов находились новые тузы в рукавах, которые позволяли продолжить прогресс микропроцессоров.