Новости Hardware → нанотехнологии
Главная новость

Intel как никогда близка к провалу... контрактного производства

Intel как никогда близка к провалу... контрактного производства

Один из блогеров авторитетного сайта SemiWiki поделился кулуарными новостями с недавно прошедшей конференции IEDM 2018. Впрочем, автор утверждает, что лично для него услышанное новостью не стало. Речь же идёт о том, что компания Intel собирается прекратить работать по контракту. В прошлом — в 90-е и в начале 2000-х Intel выпускала полупроводники по сторонним заказам. Потом компания прекратила эту практику и вновь вернулась к фабричной деятельности под заказ в 2012 году с расширением предложений по контрактам в 2014 году. А уже через два года после этого Intel поглотила одного из крупных клиентов на контрактные чипы — компанию Altera.

По мнению источника SemiWiki, Altera клюнула на 14-нм техпроцесс Intel, хотя в итоге на нём же и погорела. Компания Intel не смогла предоставить Altera тот же уровень сервиса при обслуживании клиентов, включая наборы инструментов, библиотек и опытный персонал, готовый прийти на помощь разработчикам, которым славится та же TSMC. У контрактника и домашнего производителя разные подходы к проектированию и разные умения. Безусловно, специалисты Intel знают и умеют сделать так, чтобы было хорошо. Но для той же Altera наборы правил проектирования Intel оказались тьмой-тьмущей. SemiWiki как шутку описывает безуспешные попытки проектировщиков Altera создать проект FPGA для 14-нм техпроцесса Intel. В итоге проект был отдан команде Intel, которая всё или почти всё сделала за Altera. Вышло хорошо, но такое на поток не поставишь.

Быстрый переход

Корейцы создали гибкий и полупрозрачный светодиод из перовскита

В последние годы среди учёных набирает популярность исследование свойств и поиск прикладных свойств перовскитов ― минералов титаната кальция, впервые найденных на Урале около 180 лет назад. Дальше всего зашли разработчики солнечных панелей (фотоэлементов) из перовскита. Использование напыления из этого материала позволяет создавать искривлённые и полупрозрачные панели с КПД заметно большим, чем у обычного кремния. Но перовскиты при определённых условиях могут также излучать фотоны. Именно сочетание светоизлучающих свойств этого материала с гибкостью и частичной прозрачностью позволило корейским учёным создать гибкий и полупрозрачный светодиод из перовскита.

Испытание светодиода из перовскита на изгиб (UNIST)

Испытание светодиода из перовскита на изгиб (UNIST)

Группа учёных из южнокорейского Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST) представила светодиод на основе перовскита. Также разработчики создали методологию и инструменты для изучения надёжности светодиодов на изгиб. Опытная разработка без разрушений выдерживает многократный изгиб радиусом до 2,5 мм. Это позволяет надеяться на создание складывающихся дисплеев на экранах с использованием PeLED (Perovskite Light Emitting Diode), если таковые когда-нибудь появятся.

Испытание светодиода из перовскита на скручивание (UNIST)

Испытание светодиода из перовскита на скручивание (UNIST)

Опытный светодиод из перовскита обладает хорошей мощностью, яркостью и чистым цветовым спектром. Его прозрачность составляет 50 %. Чтобы все компоненты светодиода были полупрозрачными, пришлось отказаться от токопроводящих дорожек из металла, которые заменили нанодорожками из серебра. Кстати, светодиод из перовскита продолжал ярко светится как во время изгибов поперёк плоскости, так и при закручивании в спираль. В дальнейшем учёные планируют изучить надёжность перовскитов в качестве светодиодов в виде тонкоплёночных структур. Этот материал быстро деградирует на открытом воздухе (при взаимодействии с кислородом) и в процессе увлажнения. Эксперименты должны прояснить перспективность использования этого материала для производства LED.

Источник:

Вертикальные транзисторы многократно улучшат разрешение MicroLED

Интерес к виртуальной и дополненной реальности стимулирует разработчиков совершенствовать технологии производства дисплеев MicroLED. С одной стороны, производство MicroLED ограничено в объёмах технологией выпуска на кремниевых пластинах (очень жаль, что 450-мм пластины так и не стали действительностью). С другой стороны, производство на стеклянных подложках (LCD или OLED) ограничивает размер пикселя на экране габаритами управляющих тонкоплёночных транзисторов под светодиодом или ячейкой с жидкими кристаллами. Но даже в современной реализации разрешение MicroLED оставляет желать лучшего.

Пример производства (https://www.researchgate.net)

Пример производства MicroLED (https://www.researchgate.net)

Группа учёных из Рочестерского технологического института (Rochester Institute of Technology) предложила для дисплеев MicroLED новую структуру ― вертикальные нанопроводные транзисторы. Как и другие современные MicroLED, транзисторы выращиваются на слое нитрида галлия на кремниевой подложке. Только вместо создания горизонтальных (планарных) транзисторных структур разработана технология выращивания вертикальных транзисторов в виде нанопроводов. По сути ― это те же GaN биполярные транзисторы со статической индукцией (SIT, Static Induction Transistor), что и раньше, только выращенные вверх, а не в сторону.

Планарный транзистор много больше по размерам, чем пиксель-LED

Планарный транзистор много больше по размерам, чем пиксель-LED

Это означает, что нанопроводной транзистор можно полностью спрятать под пиксель, точнее ― под светодиод, которым он управляет. Тем самым пиксели (светодиоды) можно будет расположить максимально плотно и даже уменьшить их размеры. Насколько? Если сравнивать с экранами OLED современных Apple iPhone X, заявляют разработчики, то размеры пикселя можно уменьшить в 1500 раз. Фантастика! Впрочем, у курса на снижение размера пикселя в MicroLED есть и другие препятствия, которые всё ещё предстоит обойти.

Эксперименты с нанопроводными вертикальными GaN-транзисторами и светодиодами показали, что решение имеет в два раза лучшую энергоэффективность, чем тонкоплёночные транзисторы. При этом яркость новых структур намного выше, а соотношение токов открытия/закрытия лучше в 900 раз, если сравнивать с обычными вертикальными транзисторами SIT. Есть только одна проблема. Новые транзисторные структуры постоянно открытые, а для закрытия (переключения) требуются отрицательные значения напряжений. Это определённо усложнит контроллеры таких дисплеев.

Изображение вертикальной нанопроводной структуры (фотография разработчика Matthew Hartensveld)

Изображение вертикальной нанопроводной структуры (фотография разработчика Matthew Hartensveld)

Также следует учитывать определённую сложность техпроцесса по выращиванию вертикальных нанопроводных структур. Иначе говоря ― это будет более затратный процесс, чем обычно. Но это не означает, что на данной технологии надо поставить крест. Её будут развивать и, возможно, когда-нибудь она станет реальностью. К слову, GaN-транзисторы и светодиоды оптически прозрачные, что будет кстати для гарнитур с дополненной реальностью.

Источник:

Программа DARPA MACH будет решать проблемы с перегревом обтекателей при движении на гиперзвуке

Организация министерства обороны в области передовых поисковых проектов США DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) объявила о подготовке новой программы MACH. Название программы расшифровывается как Materials Architectures and Characterization for Hypersonics или, по-русски, программа выработки спецификаций и состава материалов для гиперзвука. Если вкратце, то оборонное ведомство США призывает найти приемлемое решение для охлаждения сверхперегретых краёв (кромок) движущихся с гиперзвуком объектов: транспортных средств или средств доставки боевых грузов.

...и не сгорел в плотных слоях атмосферы (DAPRA)

...и не сгорел в плотных слоях атмосферы (DARPA)

Под гиперзвуком принято считать скорость свыше 5 Махов или в пять раз выше скорости распространения звука в атмосфере. Движущиеся с гиперзвуковой скоростью в атмосфере объекты подвергаются высочайшим нагрузкам в виде трения о воздух. Поэтому разработка материалов, которые могут выдержать температуры как в «плавильном горне» — это технологический вызов для учёных и необходимое решение для создания гиперзвуковых транспортных средств.

Подробнее о программе MACH будет рассказано 22 января 2019 года на мероприятии DARPA. В целом программа должна помочь в поиске и разработке новых термоустойчивых структурных материалов для защиты краёв и фронтальных частей гиперзвуковых движущихся объектов, которые подвергаются наибольшему нагреву. Новые термоустойчивые материалы должны сохранять форму и лучше охлаждаться. Для этого, в частности, предполагается создать масштабируемую структуру материала, которая позволила бы массивный перенос тепла для его распространения и выброса.

Программа MACH охватит две технологические области. В первой из них будут разрабатывать и доводиться до зрелого решения полностью интегрированные пассивные системы отвода тепла от кромок и обтекателей. Вторая область исследований — это разработка новых пассивных и активных термальных защитных структур, покрытий и материалов с учётом современных уточнённых представлений в области термодинамики. Об этом также подробно будет рассказано в январе.

Источник:

TSMC получает разрешительные документы на строительство 3-нм завода

Как сообщают тайваньские источники, на этой неделе Национальное агентство Тайваня по контролю за окружающей средой (EIA) выдало оценку проекту компании TSMC по строительству завода для выпуска полупроводников с технологическими нормами 3 нм. Вопрос согласования требований к водным и энергетическим ресурсам нового завода с возможностями в районе предполагаемого строительства стоит не просто остро, а предельно остро. Хотя вода и энергия на Тайване подаются с превышением потребностей промышленности и населения, это не означает, что того и другого в избытке. Вновь построенный завод способен исчерпать ресурсы и вызвать коллапс в регионе.

На заводе TSMC

На заводе TSMC

Для строительства 3-нм полупроводникового завода TSMC выбран один из южных технологических парков страны — Nanke Park. Компания планирует начать строительство во второй половине 2020 года, начать установку промышленного оборудования в 2021 году и в 2022 году приступить к серийному выпуску 3-нм продукции. Компания Samsung, напомним, обещает начать массовый выпуск 3-нм чипов едва ли не в 2020 году.

Согласно постановлению агентства EIA, обязательным условием для строительства 3-нм завода TSMC станет использование 20 % электроэнергии из возобновляемых источников и повторного использования воды в объеме не менее 50 % от суточной необходимости. Общая суточная потребность завода оценивается в 75 000 тонн. Суточная потребность региона, где будет строиться завод, составит 880 000 тонн. В регион поставляется 930 000 тонн воды, что превышает потребности, но несильно. Поэтому с учётом развития региона (промышленности и населения) однозначно придётся наращивать этот ресурс.

То же самое с электроэнергией. Один только сканер диапазона EUV потребляет в сутки до 30 000 кВт∙ч, а таких будет не один или два, а от 10 до 20 установок. Кстати, эффективность современных сканеров с мощностью излучения 250 Вт составляет всего 0,02 %. Неэкономно, но других вариантов нет. Общей оценки по потреблению электроэнергии 3-нм завода TSMC нет, но все мощности TSMC, например, по итогам 2016 года потребили 8,85 млрд кВт·ч. Это без малого 1 % от выработанной электроэнергии в России в 2016 году. Масштаб потребления должен впечатлить.

В заключение добавим, что на строительство 3-нм завода компания TSMC планирует потратить около 600 млрд новых тайваньских долларов, что эквивалентно $19,45 млрд.

Источник:

В Южной Корее построят гигантский полупроводниковый кластер

Даже в условиях глобальной экономики власти любой страны обязаны защищать и защищают местного производителя. В своё время, например, власти Южной Кореи помогли субсидиями компании Hynix, когда остальные производители памяти не только требовали её крови (признать банкротом), но также руками национальных регуляторов выставляли заградительные пошлины на память DRAM её производства. Тогда Hynix выстояла, хотя вскоре двое из нападавших обанкротились сами и исчезли на свалке истории. Немецкая Qimonda и японская Elpida не нашли поддержки у национальных властей и больше их нет. Но на этом вызовы не закончились. В полупроводниковой отрасли, как и во всей мировой экономике, возникают турбулентности, которые грозятся поставить на грань выживания если не всех, то многих.

Судя по всему, в правительстве Южной Кореи хорошо понимают, что даже такие крупные компании, как Samsung и SK Hynix не смогут самостоятельно вытащить всю полупроводниковую отрасль страны. Но даже если они сами выстоят, остаётся множество средних и мелких компаний, которые гарантированно пострадают без государственной поддержки. Поэтому в недрах правительства Республики Корея родился план создать гигантский полупроводниковый кластер, который стал бы гарантией сохранения и поддержки бизнеса множества национальных компаний. И, конечно же, такой кластер сможет рассчитывать на государственные субсидии, если в этом возникнет необходимость.

Реализация плана намечается в первой половине 2019 года. Предварительно в проекте участвуют 50 компаний. Детали проекта будут утрясены позже, как и нет пока определённого места для строительства заводов. Всего в рамках кластера будут построены четыре производственных полупроводниковых фабрики, а также корпуса для разработчиков и филиалов компаний. Проект включает участие проектировщиков чипов, исследовательских групп по материалам и техпроцессам. Из гигантов в проекте пока засветилась одна компания SK Hynix. О масштабах проекта можно судить хотя бы по тому, что SK Hynix обещает в следующие 10 лет потратить на кластер 120 трлн вон — это $106 млрд! На закладку первых цехов и разработку проекта компания потратит 1,6 трлн вон или около $1,4 млрд.

Данный кластер рассматривается властями как стройка 21 века. Это будет самое передовое предприятие в мировой практике и, пожалуй, одно из самых крупных, хотя мы пока не знаем запланированной мощности заводов. Введение в строй кластера власти Республики Корея считают гарантией дальнейшего отрыва хай-тека страны от зарубежных конкурентов и, конечно же, основой дальнейшего благополучия отрасли и местной экономики. Работой в кластере собираются занять 10 000 человек, что также станет решением проблем с утечками мозгов за границу. Глобализация всё?

Источник:

TSMC развязывает войну за небольших клиентов

Ситуация с планами компании TSMC построить на Тайване новый завод с прицелом на обработку 200-мм, а не массовых 300-мм пластин начинает понемногу проясняться. Напомним, на прошлой неделе руководство TSMC объявило о планах построить новый завод. Вопреки правилу строить только передовые заводы, тайваньский контрактник выразил намерение построить завод для установки оборудования предыдущего поколения — для обработки 200-мм пластин. Это означает, что TSMC собирается обслуживать клиентов, которым не нужны значительные объёмы чипов сравнительно большой площади, типа GPU, CPU и FPGA.

Местные источники сообщают, что новый завод будет обслуживать заказчиков TSMC преимущественно с Тайваня. Это будут разработчики аналоговых чипов, драйверов для дисплеев LCD, силовых чипов MOSFET, датчиков и микроконтроллеров. В целом будущее предприятие будет обслуживать производителей автомобильной электроники, вещей с подключением к Интернету и электроники для промышленной автоматики. Подобным клиентам нужны небольшие по площади полупроводниковые решения, для чего достаточно 200-мм пластин.

Пример 200-мм пластины

Пример 200-мм пластины

Очевидно, что TSMC собирается развиваться также за счёт привлечения небольших клиентов (компаний). Это новый звоночек мировой полупроводниковой отрасли. Интенсификация борьбы за мелочь означает приближение непростых времён для отрасли. До недавнего времени TSMC скидывала излишки заказов для выпуска чипов на 200-мм пластинах своему временному производственному партнёру на Тайване компании Vanguard International Semiconductor (VIS). Во втором квартале 2019 года TSMC планирует разорвать договор о сотрудничестве с Vanguard, а после 2020 года размещать излишки заказов на запланированной к строительству новой фабрике.

На заводе Fab 3 компании TSMC

На заводе Fab 3 компании TSMC

Можно задать вопрос, почему компания не размещает мелочёвку на 300-мм пластинах? Ответ простой. Комплект фотомасок для 200-мм пластин стоит до нескольких сотен тысяч долларов США, тогда как комплект фотомасок для 300-мм пластин обходится в несколько миллионов долларов США. Для выпуска небольших чипов себестоимость производства на 300-мм пластинах оказывается слишком высокой, даже несмотря на то, что 300-мм пластина в два раза больше по площади, чем 200-мм. Также при порезке на небольшие кристаллы с 300-мм пластины получается существенно больше отходов, чем при порезке 200-мм пластины. Экономика должна быть экономной.

Источник:

Intel представила первую в мире «гибридную» x86-совместимую архитектуру

На мероприятии Intel Architecture Day глава подразделения Core and Visual Computing Group Раджа Кодури (Raja Koduri) представил первую в мире, по его словам, гибридную x86-совместимую микроархитектуру компании. Звучит излишне громко, но выглядит интересно и перспективно. На деле Кодури рассказал о новой 3D-упаковке разноплановых кристаллов в одно целое, но компактное решение. Фактически мы видим развитие идеи многочиповых упаковок, которая до этого была реализована компанией в виде упаковки EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge). Но если EMIB представляла собой бюджетный аналог 2.5D-упаковки (если сравнивать с мостом-подложкой для GPU AMD и NVIDIA с памятью HBM), то новая 3D-упаковка выводит Intel далеко вперёд по отношению к многочиповым продуктам тех же AMD и NVIDIA.

Intel

Intel

Что же предлагает Intel? Как и AMD, компания Intel говорит об отдельных кристаллах как о чиплетах (chiplets). Итоговый гибридный чип собирается из нескольких чиплетов, каждый из которых может быть выпущен в собственном техпроцессе с любыми технологическими нормами. Чиплеты распаиваются на мост-подложку — что-то типа упаковки Zen 2, но Intel говорит о необходимости идти дальше. Мост должен быть активным. Он должен содержать цепи по управлению шинами для связи чиплетов и должен компенсировать затухания и обеспечивать согласование линий. Фактически, мост-подложка — это отдельный микроконтроллер со сквозными соединениями металлизации типа TSVs, на который распаиваются чиплеты и который обеспечивает основу для сборки и упаковки гибридного решения в корпус типа BGA.

Intel

Intel

Самое интересное, что Intel готовится выпускать решения в новой упаковке менее чем через год — во второй половине 2019 года. Технология получила имя «Foveros». В качестве демонстрации Кодури показал прототип решения в упаковке со сторонами 12 мм высотой 1 мм с 10-нм логикой, установленной верхом на SoC, выпущенной в 22-нм техпроцессе (ориентировочно) и с памятью над логикой. Всё это входит в один компактный корпус. За счёт использования базовой логики (чипсета?), выпущенной с использованием не самого передового, но энергоэффективного техпроцесса, потребление всего чипа в режиме сна удалось снизить до 2 мВт.

Intel

Intel

По мнению Intel, дальнейшее действие закона Мура может быть продолжено только за счёт перехода на 3D-упаковку, что позволит снизить потребление решений и увеличить если не производительность, то функциональность за счёт гибридизации процессоров, SoC, FPGA, ускорителей и прочей сложной логики. И это не просто декларация — это план, реализация которого уже началась.

Источник:

TSMC построит на Тайване новый завод для «специализированных техпроцессов»

На днях TSMC провела такое ежегодное мероприятие, как форум поставщиков компании — материалов, оборудования, технологий и прочего. По результатам года среди представителей из свыше 700 компаний со всего мира были выбраны и премированы девять наилучших. Но сейчас речь не об этом, хотя масштабы зависимости контрактного производителя от поставщиков впечатляют безо всяких оговорок. На форуме генеральный директор TSMC Си Си Вэй (CC Wei) сделал интересное объявление. Так, на юге Тайваня вблизи города Тайнань компания будет строить новый завод для обработки кремниевых пластин. Необычное в данном случае то, что это будет завод по обработке 200-мм подложек, а не ставших массовыми 300-мм пластин.

Генеральный директор TSMC Си Си Вэй (фото Digitimes)

Генеральный директор TSMC Си Си Вэй (фото Digitimes)

Последней раз компания строила фабрику для обработки 200-мм подложек примерно 15 лет назад. Основная разница между 200-мм и 300-мм пластинами в том, что на пластинах большего диаметра получается в два раза больше чипов, чем на пластинах меньшего диаметра. В два раза! Это серьёзный фактор, влияющий на себестоимость микросхем. Почему TSMC пошла на этот шаг, пока остаётся только догадываться. Шеф компании утверждает, что это потребовалось для удовлетворения растущего спроса со стороны клиентов. Также нет ясности с техпроцессами, которые будут внедрены на новом предприятии. Коротко сообщается, что это будет специализированный техпроцесс, что бы это ни значило.

В то же время напомним, научный парк вблизи Тайнаня выбран местом строительства будущего завода TSMC для внедрения 3-нм техпроцесса. Предприятие должно быть построено к 2022 году с инвестициями в районе $20 млрд. Это огромные деньги, как и потребуются значительные ресурсы в виде воды и электроэнергии для обеспечения производственной деятельности предприятия. Поэтому может так статься, что компания решила изменить планы по вводу в строй 3-нм техпроцессов. Например, построив для этого менее масштабный завод с прицелом на обработку 200-мм пластин. Если это так, то это очередной звоночек полупроводниковой отрасли — на горизонте маячит замедление со всеми вытекающими неприятностями.

Источник:

Imec доказал эффективность памяти SST-MRAM для разделяемой кеш-памяти

На конференции 2018 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) представители бельгийского исследовательского центра Imec продемонстрировали доказательство эффективности магниторезистивной памяти SST-MRAM для использования в качестве разделяемой кеш-памяти вместо традиционной памяти SRAM. Для этого была разработана модель массива SST-MRAM и выпущен опытный чип, на котором были проведены все необходимые измерения.

Следует отметить, что опытный массив памяти SST-MRAM выпущен с использованием 5-нм техпроцесса. Для производства был использован 193-нм сканер и однопроходная иммерсионная литография (с погружением в жидкость). Тем самым разработчики доказали, что процесс производства массива кеш-памяти SST-MRAM с технологическими нормами 5 нм может быть достаточно недорогим.

Сначала с помощью расчёта, а затем путём замеров был составлен график зависимости потребления массива кеш-памяти SST-MRAM и SRAM в зависимости от объёма памяти. Выяснилось, что в случае ёмкость 0,4 Мбайт память SST-MRAM становится эффективнее памяти SRAM в режимах чтения, а при наборе ёмкости 5 Мбайт потребление в режиме записи памяти SRAM начинает превышать потребления в режиме записи памяти SST-MRAM. Это означает, что в техпроцессах 5 нм память SST-MRAM невыгодно использовать для кеш-памяти первого и второго уровней, тогда как для кеш-памяти третьего уровня, обычно разделяемой, это эффективная замена SRAM. К тому же память SST-MRAM является энергонезависимой, что добавляет ей очков при сравнении с обычной оперативной памятью.

Остаётся напомнить, что ячейка памяти SST-MRAM представляет собой бутерброд из диэлектрика, заключённого между двумя слоями с намагниченностью: одну с фиксированной, а вторую — с переменной. В зависимости от поляризации тока свободный слой меняет направление намагниченности благодаря движению через него электронов с заданным вращающим моментом. Использование SST-MRAM вместо SRAM решает также другую задачу — это увеличения плотности ячеек памяти. Эксперимент показал, что в рамках 5-нм техпроцесса ячейка SST-MRAM занимает примерно 43,3 % от площади ячейки SRAM.

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥