Новости про Intel, TSMC и производство

В 2021 году компания Intel объявила о программе IDM 2.0, изменив подходы к производству чипов. Подавляющее большинство процессоров по-прежнему изготавливается самой Intel, однако некоторая часть уже заказана на стороне, у TSMC. И на будущее у Intel есть контракт с TSMC на выпуск процессоров Arrow Lake по нормам 3 нм.

Первые чипы Arrow Lake должны были появиться в III квартале 2024 года, но по сообщениям DigiTimes, теперь планы иные. Производство 3 нм процессоров перенесено на IV квартал, а значит в продаже эти процессоры появятся не раньше начала 2025 года.

Сайт Nikkei Asia сообщает, что Apple и Intel уже тестируют конструкцию своих микросхем с производственной технологией 3 нм от TSMC. Суть процесса заключается в получении готовых микросхем во второй половине следующего года.

По данным TSMC, технология 3 нм может увеличить производительность вычислений на 10—15%, по сравнению с 5 нм, при этом снизив энергопотребление на 25—30%.

По всей видимости, первым устройством с 3 нм процессором станет Apple iPad. Телефоны iPhone, которые выйдут в следующем году, должны использовать 4 нм процессоры из-за графиков планирования.

Что касается Intel, то она работает над двумя 3 нм проектами с TSMC, которые нацелены на ноутбуки и центры обработки данных. Массовое производство этих процессоров запланировано на конец 2022 года.

Сайт TrendForce сообщает, что, начиная со второго полугодия, 20—25% производственной мощности TSMC будет передано на продукты, отличные от CPU. Однако, что более интересно, TSMC будет изготавливать для Intel процессоры Core i3 по собственной 5 нм технологии.

В настоящее время Intel не может производить процессоры по 5 нм нормам, и вместо того, чтобы много лет разрабатывать эту технологию, она решила воспользоваться услугами своего давнего конкурента, а теперь партнёра, TSMC.

Отмечается, что TSMC будет производить некоторую часть процессоров Intel среднего и верхнего ценового диапазона по 3 нм нормам в 2022 году. По словам TrendForce, Intel продолжает заказывает на стороне производство, что позволяет высвободить собственные производственные линии для выпуска наиболее прибыльных CPU.

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.

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.

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.

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.

Информационный ресурс Digitimes сообщает, что Intel решила сохранить производство своих высокоприбыльных процессоров, в основных серверных, и чипсетов для них. Другие же, недорогие продукты, вроде чипсетов начального уровня H310 и прочие настольные чипы 300-й серии, будут переданы на аутсорс в TSMC.

Компания Intel определила, что объёмы недопоставок сейчас составляют 50%, а потому, единственным выходом из сложившейся ситуации станет производство на стороне, поскольку компания не хочет увеличивать собственные мощности.

Сейчас TSMC уже является контрактным производителем для Intel, изготавливая для неё серию систем-на-чипе SoFIA и некоторые FPGA продукты, а также микросхемы связи для iPhone.

Производители материнских плат считают, что дефицит 14 нм чипсетов от Intel снизится к концу 2018 года.

Южнокорейский гигант подтвердил, что следующим производственным техпроцессом будет «полноценное производство», и будет готово оно к концу следующего года. При этом много деталей сообщено не было.

В то время как Intel должен стать первым производителем процессоров, который перейдёт на 10 нм, процессорный гигант не давал никаких деталей и сроков данного процесса. Большинство обозревателей считают, что это произойдёт в конце 2016 года. Что касается TSMC, то она оказалась более предсказуемой. В прошлом месяце тайваньская фирма подтвердила начало поставок 10 нм продуктов в следующем году, вероятно, в конце. Вполне возможно, что все три лидера рынка запустят свои 10 нм производства в одном квартале.

Что касается 14 нм FinFET, то он работает на 4 заводах Samsung, опередив TSMC, однако к 2017 году это лидерство может исчезнуть. Сейчас более актуально стоит вопрос о том, кто раньше сумеет сделать 14/16 нм технологию экономически привлекательной.

Так, компании хотят использовать новую сверхточную систему размещения элементов для производства микросхем с размером компонентов 7 и 10 нм, производство которых должно начаться в 2017 году. Надо отметить, что данные работы уже переносились много раз. Впервые о начале разработки технологии EUV было сказано ещё в 2007 году. Изготовление процессоров по этой технологии означает «игру по подсчёту каждого нанометра, и это невозможно без точных и математически озвученных методов», — заявил Марк Филипс, главный инженер Intel по литографии.

К примеру, на конференции SPIE Lithography компания Phillips показала ASML новый инструмент анализа для определения ошибок краевого размещения элементов в чипах следующего поколения, что является новой растущей проблемой с множеством нюансов. Лишь один аспект нового инструмента моделирования содержит «около 10 страниц математики для объяснения» его работы, так пояснил представитель Phillips, который попросил ASML начать работу над концептом после завершения встречи, которая прошла год назад.

В настоящее время 2,3 ГГц является предельной частотой для 28 нм Snapdragon 800 и Tegra 4i (Grey), которые выйдут в конце этого или начале следующего года.

И как обычно, чтобы преодолеть данное ограничение, необходимо использовать техпроцесс с меньшим размером транзисторов. 20 нм процесс TSMC позволит на 30% поднять скорость и в 1,9 раза увеличить плотность при 25% снижении энергопотребления. Тридцатипроцентное ускорение означает, что частота SoC ARM будет находиться на уровне 3 ГГц со значительным увеличением числа транзисторов, используемых в основном под нужды GPU. Скорее всего, именно таким образом компания NVIDIA и обеспечит установку видеоядра Kepler в процессор Logan, однако пока подтверждения этому нет.

Снижение энергопотребления на 25% будет означать на четверть увеличенный срок автономной работы, а поскольку малый срок автономной работы является основным недостатком смартфонов, данная модификация будет крайне важной для потребителей.

Такой технологический переход значительно улучшит позиции альянса ARM в конкуренции с производителями x86 процессоров. Но не стоит забывать, что Intel и AMD не дремлют. В 2014 году Intel планирует выпустить свой 14 нм Atom, предназначенный для планшетов и смартфонов, а AMD, в то же время, при производственной поддержке GlobalFoundries, собирается выпустить свои 14 нм чипы для планшетов и ноутбуков.

Такой отчет подготовила позавчера тайваньская торговая группа. Отчет основан на неназванных источниках. Свою технологию трёхмерных транзисторов компания Intel представила в мае этого года, при этом тогда же TSMC заявили, что их не интересуют подобные техпроцессы, и что все их усилия направлены на уменьшение физических размеров транзисторов. Однако уличить руководство компании во лжи вряд ли удастся, ведь между разработками Intel и TSMC есть принципиальные отличия.

Так, технология тайваньских разработчиков, получившая название (Through Silicon Vias — TSVs), представляет собой многослойные микросхемы, в которых между различными слоями существуют взаимосвязи, проходящие насквозь. В разработке Intel, под названием Tri-gate, кремниевые дорожки выступают над полупроводниковым субстратом.

Согласно отчета TAITRA, трёхмерные технологии TSMC позволят значительно увеличить плотность транзисторов в чипе, вплоть до 1000 раз. Устройства с трёхмерными микросхемами будут потреблять на 50% меньше электроэнергии. Новая технология позволит обойти множество трудностей, образованных традиционной «плоской» технологией построения микросхем.

Старший вице-президент TSMC по исследованиям и разработкам Шан-Йи Чиан подтвердил информацию, указанную в отчёте и сообщил, что их компания сейчас активно сотрудничает с разработчиками чипов для коммерциализации трёхмерной технологии производства.