Новости про EUV и производство

TSMC: большинство клиентов перейдёт на 6 нм

В ходе квартального совещания по итогам работы за квартал, исполнительный директор TSMC, господин Веи, сообщил, что большинство нынешних клиентов, которые получают продукцию по технологии N7, мигрируют на N6.

Эта технология станет усовершенствованием нынешней 7 нм и при той же конструкции обеспечит на 18% большую логическую плотность. Для пользователей переход будет лёгким и малозатратным. Именно поэтому N6 называется следующим популярным техпроцессом производства микросхем.

TSMC
TSMC

Для производства по технологии N6 будет использована экстремальная ультрафиолетовая литография, которая позволит снизить сложность производства за счёт уменьшения количества экспозиций для нескольких масок. Сколько будет слоёв по технологии EUVL для процессов N7+ или N6, пока производителем не подтверждается, но TSMC обещает их увеличение.

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
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.

7 нм наступает

Совсем недавно мы говорили о том, что TSMC приступает к выпуску 7 нм микросхем с использованием процесса экстремальной ультрафиолетовой литографии. Теперь к ней присоединился южнокорейский гигант Samsung.

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.

Офис Samsung
Офис Samsung

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.

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 работу 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.

IMEC: 5 нм EUV подвержена случайным дефектам

Исследователи из IMEC сообщили, что 5 нм процесс экстремальной ультрафиолетовой литографии будет очень сложным во внедрении.

Наибольшей проблемой, с которой столкнутся инженеры, являются случайные дефекты, которые возникают в чипах, выпущенных по технологии 5 нм EUV. Эти дефекты включают тонкие разломы и связки, такие как утолщение линий, что приводит к образованию несовершенных разрывов или замыканий двух линий или контактов изоляторов. Эти изъяны невероятно трудно искать, и в настоящее время нет чёткого решения по их исправлению.

Дефекты 5 нм EUV технологии

Ян Бороводски, бывший специалист по литографии Intel, предсказывал, что инженеры смогут создавать 5 нм и 3 нм устройства с использованием 2—3 проходов EUV. Однако растущее количество дефектов в чипах будут подталкивать инженеров к новой, толерантной к дефектам архитектуре, такой как нейронные сети.

По его мнению, 5 нм процесс будет коммерчески готов лишь в 2020 году, что вызвано большим количеством брака. Производители оборудования для EUV смогут создать машины для печати микросхем нового поколения, исключающего образование дефектов, лишь в 2024 году.