Новости про IBM и производство

Её использование означает снижение энергопотребления на 85%, по сравнению с существующей технологией. Обе компании заявили, что новая архитектура позволит создавать полупроводниковые устройства толщиной менее нанометра.

Нынешняя конструкция интегральных схем предполагает горизонтальное размещение транзисторов. Электрический ток протекает в них от края до края, насквозь. Закон Мура гласит, что число транзисторов, то есть плотность интегральных схем, удваивается каждые два года. Но инженерные идеи уже заканчиваются, и дальнейшее уменьшение размеров оказалось под угрозой.

Новая архитектура транзисторов Vertical Transport Field Effect Transistors (VTFET) меняет всё. Используя её, производители смогут размещать транзисторы перпендикулярно к плоскости чипа, что позволит продлить жизнь закону Мура. Также эта архитектура сможет обеспечить удвоение производительности или снижение энергопотребления на 85%, по сравнению с нынешними решениями. Это значит, что ваш смартфон от одной зарядки сможет проработать не один день, а целую неделю.

Как и следует ожидать, новая технология обеспечит множество преимуществ в энергоэффективности и производительности, что характерно для переходов на новые более тонкие техпроцессы.

Процессор IBM, изготовленный по 2 нм нормам, может вмещать до 50 миллиардов транзисторов и обеспечивает на 45% большую производительность и на 75% меньшее энергопотребление, чем современны 7 нм чипы.

Главные преимущества 2 нм технологии названы самой IBM:

• Продление автономной работы смартфонов в 4 раза, зарядка будет требоваться раз в 4 дня.
• Уменьшение углеродного следа центров обработки данных, которые потребляют 1% энергии, производимой в мире. Оснащение этих серверов 2 нм чипами позволит заметно снизить эту величину.
• Разительное ускорение функционирования ноутбуков, от более быстрой обработки приложений до языковых переводов и более быстрого подключения к Интернету.
• Более быстрое выявление объектов и реакции в системах беспилотных автомобилей.

Примечательно, что ранее IBM также самой первой в мире представляла 7 нм и 5 нм технологии. Таким образом, компания продолжила свою лидерскую тенденцию и с 2 нм процессом.

Данный метод позволяет размещать наноматериалы в предопределённой позиции без химического травления. В журнале Nature Communications исследователи IBM впервые описали применение электризованного графена для размещения элементов с точностью 97%. Данная публикация является результатом работы по программе под названием «7 нм и далее», которая началась четыре года назад.

Менеджер IBM Research-Brazil Матиас Штайнер заявил, что данный «метод пригоден для широкого спектра наноматериалов» и позволяет внедрять «интегрированные устройства с функционалом, который предоставляет уникальные физические свойства наноматериалов».

К примеру, можно интегрировать оптический датчик и эмиттер с определёнными волновыми свойствами, а при необходимости изменения свойств достаточно лишь заменить этот материал. Таким образом, будут изменены спектральные свойства оптоэлектрического устройства без изменения техпроцесса.

Дальнейшее развитие метода позволит собирать различные наноматериалы в разных местах, проводить процессы в несколько проходов и создавать интегральные чипы со встроенными световыми детекторами в различных окнах детекции одновременно.

Однако обозреватели считают, что в будущем большинство производителей продолжит использовать медные проводники и интерконнекты. Многие годы считалось, что для дальнейшего уменьшения производственного процесса потребуются новые материалы. В то же время IBM опубликовала презентацию, в которой считает медь достаточным проводником в микросхемах до 5 нм процесса, и даже ниже.

Также компания Aveni выяснила, что щелочное травление позволяет расширить использование меди до 3 нм, и, возможно, данный подход будет применим до самого конца технологии CMOS.

В компании убеждены, что щелочная гальванизация делает уход от меди бессмысленным, поскольку кобальт при этом процессе не разрушается. «Одной из проблем с кислотными химикатами является частый протрав подлежащего барьерного слоя. Со щелочными химикатами у вас не возникает эта проблема растрава подслоя», — заявил в интервью технический директор Aveni Фредерик Райнал.

В прошлом году IBM анонсировала запуск программы исследований стоимостью 3 миллиарда долларов США, которая должна была помочь разработать 7 нм и «более совершенный» процесс.

«Вопрос не в том, сможем ли мы представить 7 нм технологию производству, а скорее, как, где и сколько это будет стоить», пояснял в своё время Джон Келли, старший вице-президент IBM Research.

Сейчас в консорциум исследователей входят Государственный университет Нью-Йорка, Samsung и GlobalFoundries, которая недавно приобрела полупроводниковый бизнес IBM. Согласно отчёту, который опубликовала компания в New York Times, ей удалось успешно произвести прототипы чипов с 7 нм транзисторами FinFET, заменив кремний, который обычно используется при производстве полупроводников, на кремниево-германиевую смесь.

Данный анонс прошёл на фоне слухов, согласно которым Intel столкнулась с очередными проблемами и теперь вынуждена отложить выпуск 10 нм процессоров Cannonlake, заменив его модифицированными 14 нм микросхемами.

Согласно договорённости, все существующие заводы IBM в Нью-Йорке и Вермонте, США, передаются Globalfoundries. Последняя также получит эксклюзивное право на поставку чипов для IBM в течение 10 лет.

Весь персонал микроэлектронного подразделения IBM будет принят на работу в новую компанию-владельца производства. Также ожидается наём и дополнительного персонала.

Кроме того, GloFo получит и 16 тысяч патентов на производство микроэлектроники, включая радиочастотную технологию кремний-на-изоляторе (RFSOI) и кремний-германиевую полупроводниковую технологию (SiGe), которые помогут улучшить нынешние разработки GloFo в производстве микросхем беспроводной связи, отвечая требованиям автомобильного и домашнего рынка.

Что делает эту сделку странной, так это то, что GloFo не только не заплатит за бизнес, а ещё и получит средства. Сумма сделки составит 1,5 миллиарда долларов. Из них 200 миллионов вернётся IBM в виде активов GloFo, таким образом окончательная сумма передачи составит 1,3 миллиарда долларов США.

В самой IBM немного рассказали о причинах такого шага. В своём обращении к инвесторам компания заявила, что её полупроводниковый бизнес имеет «малый масштаб», что «создаёт убытки». В компании посчитали, что разработка полупроводников становится всё более сложной задачей, приводя к накоплению стоимости. Избавившись от бизнеса сейчас, компания сможет «высвободить капитал и переразметить его в других областях». По данным финансового отчёта компании за второй квартал, прибыль от бизнеса микроэлектроники упала за год на 18%.

По условиям сделки, GlobalFoundries станет владельцем и оператором существующих полупроводниковых заводов IBM, а также станет владельцем интеллектуальной собственности компании.

Сама же IBM будет выплачивать указанную сумму в течение трёх лет, фактически сделав эту сумму оплатой за аутсорс.

В первую очередь эти консультации будут способствовать ускорению перехода на техпроцесс кремний-на-изоляторе с топологией 32 нм.

«IBM предоставил некоторые консультационные услуги GF, и насколько я знаю, они не производят чипы для нас»,— сообщил пресс-секретарь AMD на уточняющий вопрос X-bit labs.

C тех пор, как IBM, Globalfoundries, Samsung Electronics и STMicroelectronics начали совместно разрабатывать технологические процессы производства полупроводников, они стали унифицировать техпроцессы и могут в случае необходимости помогать друг другу с производством. К примеру, фабрика №8 в Саратоге, штат Нью-Йорк, и завод IBM в Восточном Фишкилле, также в Нью-Йорке, в настоящее время могут производить одни и те же чипы. Однако это вовсе не означает, что центральные процессоры и ускоренные процессоры AMD будут изготавливаться на заводах IBM.

«От этого соглашение мы выигрываем вместе, мы сотрудничали в хорошие времена и в трудные времена. Что мы видим сейчас — это концентрация на проведении тестирования чипов с целью согласования производственных данных между партнёрами из IBMи Globalfoundries»,— заявил исполнительный директор AMD Рори Рид.

Официально, AMD производит свои центральные процессоры эксклюзивно на заводах Globalfoundries (GF), контрактном производителе полупроводников, который контролируется финансовой организацией ATIC, расположенной в Абу-Даби, и непосредственно AMD. Сами же разработчики чипов в течение прошлого года неоднократно жаловались на низкое качество продукции Globalfoundries, что даже привело к смене системе оплаты за произведенную продукцию, которая теперь предусматривает оплату за каждый годный чип, а не за пластину целиком, как раньше.

Производство процессоров на IBM имеет достаточно большое значение для компании, и в первую очередь это возможность увеличить объёмы производства и начать конкурировать с Intel по этому показателю.  Тем не менее, Intel имеет пять крупнейших полупроводниковых фабрик, и их производство намного превосходит суммарные возможности IBM и GF, однако совершенно ясно, что дополнительные мощности будут для AMD совершенно не лишними. Как отметили в AMD, несмотря на многократное превосходство Intel, новые производства позволят сделать Trinity APU более доступными. Также они считают, что лучшая доступность позволит создать условия для новых дополнительных производств, а также поспособствует оптимизации конструкции чипа.