Новости Hardware → нанотехнологии
Главная новость

TSMC анонсировала старт разработки 2-нм техпроцесса

TSMC анонсировала старт разработки 2-нм техпроцесса

Будущее начинается сегодня. Расхожая фраза, но лучше не скажешь. Компания TSMC начинает новую главу в истории полупроводниковой индустрии. Как сообщает интернет-ресурс TechWeb, один из руководителей TSMC Чжуан Цишоу (Zhuang Zishou) сообщил, что в компании стартовали разработки 2-нм техпроцесса. Предположительно, для коммерческого выпуска 2-нм решений TSMC будет строить новый завод рядом с уже построенным заводом для производства 5-нм чипов в технопарке Синьчжу на Тайване (Hsichu).

Новый завод TSMC Fab 18 для выпуска 5-нм чипов начнёт коммерческое производство в конце текущего года или в первой половине 2020 года. Для запуска программы исследований по 2-нм техпроцессу это не помеха. Параллельно TSMC собирает документацию, необходимую для начала строительства ещё одного завода ― для выпуска полупроводников с 3-нм нормами производства. Это предприятие компания собирается начать строить в первой половине 2020 года, чтобы уже в 2022 году начать выпуск 3-нм продукции. Соответственно, начало строительства завода для выпуска 2-нм изделий TSMC рассчитывает организовать в 2022 году, а коммерческий запуск соответствующих линий должен состояться в 2024-м.

Быстрый переход

IonQ бросает вызов Google, IBM и Rigetti в квантовых системах

До сих пор основную шумиху вокруг квантовых вычислений создавали уже состоявшиеся акулы компьютерного бизнеса: производители серверов и микросхем, крупные поставщики облачных услуг. Их усилия в основном были сосредоточены на полупроводниковых и сверхпроводящих технологиях. И вот появился IonQ — стартап, использующий ионные ловушки в квантовых вычислениях. IonQ заявляет, что при таком подходе практически нет необходимости в исправлении квантовых ошибок и что запутывание большого числа кубитов намного проще, чем у конкурентов, а базовая технология является достаточного тривиальной, недорогой и компактной в реализации. И действительно, большая часть квантовой системы IonQ основана на давно известных технологиях, применяемых, например, в атомных часах.

Квантовый чип от IonQ с наложенным изображением ионов

Квантовый чип от IonQ с наложенным изображением ионов

Ловушки для ионов — относительно новая технология в мире квантовых компьютеров, хотя теоретические исследования начались почти четверть века назад. Даже Национальный научный фонд США создал проект по изучению данной технологии всего год назад. Основатель компании является одним из пионеров в области технологий с ловушками для ионов и соавтором известной статьи (2016 год) о данной технологии. На текущий момент сотрудники IonQ используют три 11-кубитные системы. Все кубиты полностью связаны, что позволяет создавать двухкубитовые затворы на любой из пар в составе системы. Правда, сама компания в прошлом году предпочла заявить о мировом рекорде, поставленном на такой сборке, посчитав однокубитовые затворы (79). Доступ к трём этим машинам по-прежнему ограничен и находится в стадии бета-тестирования, но публичный доступ через Интернет, возможно, появится в конце этого года. Инвесторами компании выступают New Enterprise Associates, GV (ранее Google Ventures) и Amazon AWS. 

IonQ хочет как можно скорее добиться коммерческого успеха, которого в квантовых вычислениях до сих пор не достигла ни одна из компаний, поскольку необходимое оборудование и экосистема у всех находятся в основном на стадии разработки. На этой неделе компания рассказала порталу HPCwire о технологиях и планах по развитию IonQ. Интересно, что большая часть разговора была направлена на то, чтобы доказать, что технология ловушек для ионов значительно отличается от подхода IBM, Google и Rigetti Computing — полупроводники + сверхпроводимость — и даже превосходит их. 

В камере сверхвысокого вакуума мы динамически разворачиваем и улавливаем атомные кубиты на кремниевом чипе, используя электромагнитные поля. Это позволяет нашим квантовым ядрам настраивать свою конфигурацию в программном обеспечении и масштабировать для обработки потенциально сотен кубитов без нового оборудования.

IonQ используют вакуумные камеры, где они динамически разворачивают и фиксируют атомные кубиты на кремниевом чипе, используя электромагнитное поле (Изображение: ionq.co)

Сегодня самая большая проблема с квантовыми компьютерами состоит в том, что они «шумят». Кубиты являются крайне чувствительными и неустойчивыми объектами, которые «разваливаются», когда им мешает практически что угодно (тепло, вибрация, рассеянное электромагнитное воздействие и т.д.). Построение систем для устранения возможных помех является важной задачей для систем на основе полупроводниковых сверхпроводящих кубитов. Эти системы требуют сложных подходов для исправления квантовых ошибок и до сих пор в значительной степени остаются достаточно непрактичными. Другая не менее сложная проблема — придумать, как контролируемо запутать большое количество кубитов. Не забывайте, что именно запутанность даёт квантовым вычислениям реальную силу. IonQ утверждает, что технология ловушек для ионов значительно лучше справляется с этими проблемами, чем сверхпроводящие подходы на основе полупроводников. 

IonQ вычисляются с использованием множества идентичных атомов иттербия. Как и в атомных часах иттербия, изоляция отдельных атомов уменьшает ошибку и улучшает стабильность.

Квантовая система IonQ использует множество идентичных ионов иттербия. Как и в атомных часах с иттербием, технология изоляции отдельных ионов уменьшает количество ошибок и улучшает стабильность (Изображение: ionq.co)

В ионных ловушках используются ионизированные молекулы с соответствующей валентной структурой в качестве регистров кубита. IonQ использует ионы Yb+ (иттербия). Ионы — идентичные и предсказуемые в своём поведении — удобны в использовании. Внешние электроны могут быть легко «накачаны» до более высокого энергетического уровня и оставаться в этом состоянии достаточно долго по меркам квантового мира. В зависимости от своего состояния молекула представляет собой ноль, единицу или нечто среднее. Подобные ионы легко генерировать, вставлять в ионную ловушку и удерживать их там в устойчивом состоянии. Взаимодействие с ними осуществляется с помощью внешних лазеров, которые переводят атомы в заданное состояние. В отличие от сверхпроводящих квантовых компьютеров на основе полупроводников, которые, помимо всего прочего, нуждаются к специальных системах охлаждения, системы с ионными ловушками дешевле, их легче создавать и эксплуатировать.

Точные лазеры хранят информацию о наших атомных кубитах, выполняют логические операции и соединяют их вместе в квантовом процессе, называемом запутанностью. Система IonQ без фиксированных проводов может соединять любые два кубита с помощью одной лазерной операции, что повышает точность.

Для считывания состояния кубитов используются точные лазеры, они также выполняют логические операции и соединяют ионы вместе в квантовом процессе, называемом запутанностью (Изображение: ionq.co)

Как утверждают в IonQ: «За цену одной только холодильной установки, даже если не учитывать детали, компоненты и всё остальное (что требуется для сверхпроводящего квантового компьютера), вы можете построить целую систему на основе ионных ловушек, обладающую гораздо большей мощностью и возможностями, при этом она также будет меньше по размеру, и вы сможете увеличивать количество кубитов, не меняя кардинально оборудование». С другой стороны, эксперты отмечают, что ионные ловушки необходимо контролировать с помощью сложной комбинации микроволновых и оптических устройств, что может быть проблематично, когда речь идет о серьёзном масштабировании квантовых компьютеров, использующих данную технологию. 

IonQ планирует удваивать количество своих кубитов примерно каждый год. Текущая архитектура поддерживает простое масштабирование до 32 кубитов, но в теории ёмкость одного модуля можно довести до 100-200 кубитов, а модули объединить оптическими трансиверами. Кроме того, компания активно занята созданием компилятора и оптимизатора для создания квантовых программ. Компания хочет в конечном итоге создать облачный сервис, где на повременной основе будет предоставляться доступ к их квантовым компьютерам. Также IonQ отмечает, что на текущий момент одной из важнейших проблем является отсутствие большого числа специалистов, способных создавать (или хотя бы портировать) программы, оптимизированные для работы на квантовых машинах. Для решения данной проблемы компания планирует предоставлять помощь своим клиентам в виде специализированной технической поддержки, которую назвали Q-tips.

View this post on Instagram

Экспериментальные квантовые чипы #Intel #tanglelake #quantumcomputing #SC18 #3dnewsru #3dnews

A post shared by 3DNews (@3dnews_live) on

Источники:

Мех полярных медведей подсказал идею теплоизолятора с наилучшими свойствами

На днях группа учёных из Китайского университета науки и технологии опубликовала в издании Chem статью с рассказом об одном очень перспективном исследовании. Речь идёт о создании теплоизолятора с превосходными характеристиками. Интересно то, что идею создать новый теплоизоляционный материал подсказал мех полярных медведей. Вот кто живёт в условиях экстремально низких температур и повышенной влажности! Если искать оптимальный природный теплоизолятор, то он будет у белых мишек. Лёгкий, эластичный и прочный материал для предотвращения тепловых утечек в будущем обещает найти применение в архитектуре и в космосе.

http://www.bearworld.ru

http://www.bearworld.ru

Под микроскопом волоски шерсти полярных медведей выглядят как длинные нити с цилиндрической полостью внутри. На основе подобной структуры китайские учёные создали аэрогельный блок из миллионов полых углеродных нанотрубок. Каждая углеродная трубка была подобна волоску меха полярного медведя. Внутренний диаметр нанотрубок составил 35 нм. Заключённый в трубках воздух крайне затруднил передачу тепла сквозь изолирующую структуру.

Синтетический мех под микроскопом

Синтетический мех под микроскопом

Комплексные испытания синтетического меха показали, что он может растягиваться до 30 % и без повреждений выдерживать миллион циклов сжатия/растяжения. Кубический метр такого теплоизоляционного материала будет весить всего 8 кг ― это намного легче, чем существующие теплоизоляционные аналоги. Единственная проблема, которую учёные будут решать на следующем этапе ― это организация массового производства материала. Пока синтетический мех удаётся создавать в мизерных объёмах.

Источник:

Проверка в облаке топологии самого большого 7-нм GPU AMD заняла всего 10 часов

Борьба за клиента заставляет контрактных производителей полупроводников становиться ближе к проектировщикам. Один из вариантов позволить клиентам со всего мира воспользоваться сертифицированными инструментами EDA со всеми последними изменениями ― это развернуть сервисы в публичных облаках. На днях успешность подобного подхода продемонстрировал сервис по проверке топологии дизайна чипов, развёрнутый на платформе Microsoft Azure компанией TSMC. Решение основано на программном обеспечении Calibre nmDRC бывшей компании Mentor Graphics, поглощённой в апреле 2017 года немецкой Siemens.

Как подтвердили в AMD, полная проверка (физической) топологии самого сложного в истории компании 7-нм GPU Vega 20 с 13,2 млрд транзисторов на соответствие проекту завершилась всего за 10 часов. На второй проход потребовалось ещё на один час меньше. Два прохода за 19 часов проверки в облаке ― это превосходный результат, уверены в AMD. Это доказывает успешность такого подхода и открывает перед проектировщиками новые возможности: новинки смогут появляться на рынке быстрее и с лучшей реализацией.

Интересно отметить, что графический процессор AMD Vega 20 проходил проверку на удалённой платформе на процессорах AMD EPYC 7000-й серии. Программное обеспечение Calibre nmDRC было развёрнуто на 4410 ядрах или на 69 виртуальных машинах класса HB (с высочайшей пропускной способностью подсистемы памяти). Для такой массивной работы с памятью, как проверка топологии процессора, это крайне важно.

Разработчики ПО Calibre nmDRC также внесли свою лепту в успех предприятия. Обновлённое программное обеспечение требует на 50 % меньше памяти для решения тех же задач по верификации топологии. Платформа AMD EPYC, по словам компании, обеспечивает на 33 % больше пропускной способности, чем предложения Intel. В частности, в сервисе Azure подсистема памяти работает со скоростью до 263 Гбайт/с, а виртуальные машины класса HB обеспечивают на 80 % большую пропускную способность, чем конкурирующие облачные платформы.

Источник:

Китайские учёные разработали 3-нм транзистор

По сообщению китайского издания South China Morning Post, группа китайских исследователей из Института микроэлектроники китайской академии наук разработала транзистор, который можно будет выпускать в рамках 3-нм техпроцесса. В отличие от 3-нм структуры транзистора компании Samsung, предполагающей переход на полностью окружённые затворами каналы в виде наностраниц, «китайский» 3-нм транзистор выполнен в виде каналов из вертикальных FinFET-рёбер, окружённых затворами только с трёх сторон. Другое отличие китайской разработки заключается в материале, из которого изготавливается транзистор. Это ферроэлектрик, и в этом суть изобретения. Кстати, на него уже выдан патент.

Эволюция транзисторов (Samsung)

Эволюция транзисторов (Samsung)

Проблема при изготовлении 3-нм транзистора даже не в том, что его размеры становятся слишком маленькими (сравнимыми, например, с нитью ДНК). Препятствием для уменьшения размера транзистора является так называемая больцмановская тирания (Boltzmann Tyranny). Это фундаментальное ограничение, которое сопровождается снижением рассеивания мощности в процессе работы электронного прибора. Попросту говоря, после определённого уменьшения размера транзистора он перестаёт рассеивать рабочее тепло и, следовательно, сгорает. Чтобы этого не произошло, необходимо снижать питание, но ниже порогового значения опуститься нельзя. Это противоречит физике процессов в полупроводниках. И тогда на помощь приходят ферроэлектрики. Точнее, такое теоретически известное и парадоксальное явление в ферроэлектриках, как отрицательная ёмкость.

Устойчивый отрицательный конденсатор впервые представлен физически всего лишь два неполных месяца назад. Но это явление предсказывалось давно и даже воспроизводилось экспериментально, но с соблюдением строго заданных условий. Суть явления в том, что по мере роста напряжения ёмкость не увеличивается, а уменьшается. Это позволит снизить напряжение питания ниже порогового значения. Китайские разработчики сумели воплотить эффект отрицательной ёмкости в конструкции 3-нм транзистора. Если верить поставленным экспериментам, напряжение питания транзисторов удалось снизить в два раза по сравнению с теоретическим минимумом.

На следующем этапе китайские учёные намерены создать техпроцессы для коммерческого внедрения разработки. Однако они соглашаются, что на это уйдёт несколько лет. Для поощрения процесса китайские власти готовы освободить компании, желающие заняться внедрением разработки, от уплаты налога сроком на 5 лет. Если всё получится, Китай сократит отставание от мировых лидеров по производству полупроводников.

Источник:

DARPA финансирует шесть проектов по созданию интерфейса человек-компьютер

Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (англ. Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA) профинансирует шесть организаций в рамках программы Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (сокращённо «N3» и в переводе «Следующее поколение нехирургической нейротехнологии»), впервые объявленной в марте 2018 года. В программе будут участвовать Мемориальный институт Баттелла, Университет Карнеги — Меллона, Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса, Исследовательский центр Пало-Альто (PARC), Университет Райса и компания Teledyne Scientific, которые имеют собственные команды учёных и исследователей в области разработки двунаправленных нейрокомпьютерных интерфейсов. DARPA рассчитывает, что эти технологии в будущем позволят квалифицированным военным напрямую управлять активными системами киберзащиты и роями беспилотных летательных аппаратов, а также использовать их для совместной работы с компьютерными системами при выполнении сложных многозадачных миссий.

В рамках одной программы DARPA профинснирует шесть независимых проектов по созданию нехиругических доступных интерфейсов для связи человеческого мозга и компьютера

В рамках единой программы DARPA профинансирует шесть независимых проектов по созданию доступных нехирургических интерфейсов для связи человеческого мозга и компьютера

«DARPA готовится к будущему, в котором сочетание беспилотных систем, искусственного интеллекта и киберопераций может приводить к ситуациям, требующим слишком быстрой скорости принятия решений, чтобы эффективно справляться с ними без помощи современных технологий» — сказал доктор Аль Эммонди (Dr. Al Emondi), менеджер программы N3. «Создав доступный интерфейс мозг-машина, который не потребует хирургического вмешательства, чтобы его использовать, DARPA сможет предоставить армии инструмент, позволяющий командирам миссий осмысленно участвовать в динамических операциях, которые проходят на сверхбыстрых скоростях».

За последние 18 лет DARPA регулярно демонстрировала всё более изощрённые нейротехнологии, которые при этом полагались на имплантированные хирургическим путём электроды для взаимодействия с центральной или периферической нервной системой. Например, Агентство продемонстрировало такие технологии, как мысленный контроль протезированных конечностей и восстановление чувства осязания для их пользователей, технологию для облегчения трудноизлечимых психоневрологических заболеваний, таких как депрессия, а также метод для улучшения и восстановления памяти. Из-за неотъемлемых рисков при хирургическом вмешательстве в головной мозг, эти технологии до сих пор использовались ограниченно для добровольцев с клинической потребностью в них.

DARPA уверена, что будущее практического применения нейроинтерфейсов зависит от разработки приборов, не требующих хирургического вмешательства

В DARPA уверены, что будущее практического применения нейроинтерфейсов зависит от разработки технологий, не требующих хирургического вмешательства для установки соединения между компьютером и мозгом человека

Для того чтобы армия могла извлечь выгоду из нейротехнологий, необходимы нехирургические варианты их применения, так как, очевидно, что на данный момент массовые хирургические вмешательства среди военного командования выглядят не очень хорошей идеей. Военные технологии также смогут принести большую пользу и простым людям. Устраняя необходимость в хирургической операции, проекты N3 расширяют круг потенциальных пациентов, которые могли бы получить доступ к таким методам лечения, как глубокая стимуляция мозга для лечения неврологических заболеваний.

Участники программы N3 используют различные подходы в своих исследованиях для получения информации из мозга и передачи её обратно. В некоторых проектах используются оптика, в других акустика и электромагнетизм. Часть команд разрабатывают полностью неинвазивные интерфейсы, которые находятся целиком вне тела человека, другие команды исследуют незначительно инвазивные технологии с применением нанотрансдукторов, которые могут временно не хирургическим путём доставлены в мозг для улучшения разрешения и точности сигнала.

  • Команда из института Баттелла под руководством доктора Гаурава Шармы (Dr. Gaurav Sharma) стремится разработать минимально инвазивную систему, которая включает в себя внешний приёмопередатчик и электромагнитные нанотрансдукторы, которые нехиругически доставляются к интересующим нейронам. Нанотрансдукторы будут преобразовывать электрические сигналы от нейронов в магнитные сигналы, которые могут быть записаны и обработаны внешним трансивером, и наоборот, чтобы обеспечить двунаправленную связь.
  • Исследователи из Университета Карнеги — Меллона, возглавляемые доктором Пулкитом Гровером (Dr. Pulkit Grover), стремятся разработать полностью неинвазивное устройство, которое использует акустооптический подход для получения сигналов из мозга и электрические поля для их отправки обратно в конкретные нейроны. Команда будет использовать ультразвуковые волны, чтобы направлять свет внутрь мозга для обнаружения нейронной активности. Для передачи информации в мозг учёные планируют использовать нелинейный ответ нейронов на электрические поля, чтобы обеспечить локальную стимуляцию целевых клеток.
  • Коллектив Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса под руководством доктора Дэвида Блоджетта (Dr. David Blodgett) разрабатывает неинвазивную, когерентную оптическую систему для считывания информации из мозга. Система будет измерять изменения длины оптического сигнала в нервной ткани, которая прямо коррелируют с нейронной активностью.
  • Команда PARC, руководимая доктором Кришнаном Тьягараджаном (Dr. Krishnan Thyagarajan), стремится разработать неинвазивное акустико-магнитное устройство для передачи информации в мозг. Их подход объединяет ультразвуковые волны с магнитными полями, чтобы генерировать локализованные электрические токи для нейромодуляции. Гибридный подход даёт возможность для модуляции в более глубоких областях мозга.
  • Команда из Университета Райса под руководством доктора Джейкоба Робинсона (Dr. Jacob Robinson) стремится разработать минимально инвазивный двунаправленный нейроинтерфейс. Для получения информации из мозга будет использоваться диффузная оптическая томография для определения нейронной активности, путем измерения рассеивания света в нервной ткани, а для передачи сигналов в мозг команда планирует применять магнитно-генетический подход, чтобы сделать нейроны чувствительными к магнитным полям.
  • Команда Teledyne во главе с доктором Патриком Коннолли (Dr. Patrick Connolly) стремится разработать полностью неинвазивное интегрированное устройство, которое использует магнитометры с оптической накачкой, для обнаружения небольших локализованных магнитных полей, которые коррелируют с нейронной активностью, а для передачи информации будет использовать сфокусированный ультразвук.

На протяжении всей программы исследователи будут опираться на информацию, предоставленную независимыми экспертами по правовым и этическим вопросам, которые согласились поучаствовать в N3 и изучить потенциальные возможности для применения новых технологий военными и гражданским населением. Кроме того, федеральные регулирующие органы также сотрудничают с DARPA, чтобы помочь учёным лучше понять, когда и при каких условиях их приборы можно будет испытывать на людях.

«Если программа N3 будет успешной, мы получим носимые системы нейронных интерфейсов, которые смогут устанавливать соединение с мозгом с расстояния всего в несколько миллиметров, перенося нейротехнологии за пределы клиники и делая их доступнее для практического использование в целях национальной безопасности», — рассказывает Эмонди. «Подобно тому, как военнослужащие надевают защитное и тактическое снаряжение, в будущем они смогут надеть гарнитуру с нейронным интерфейсом и использовать технологию для необходимых им целей, а затем просто отложить прибор в сторону по завершении миссии».

Источник:

У Samsung каждый нанометр на счету: после 7 нм пойдут 6-, 5-, 4- и 3-нм техпроцессы

Сегодня компания Samsung Electronics сообщила о планах по развитию техпроцессов для выпуска полупроводников. Главным текущим достижением компания считает создание цифровых проектов опытных 3-нм чипов на основе патентованных транзисторов MBCFET. Это транзисторы с множеством горизонтальных наностраничных каналов в вертикальных FET-затворах (Multi-Bridge-Channel FET).

Эволюция транзисторов (Samsung)

Эволюция транзисторов (Samsung)

В составе альянса с IBM компания Samsung разрабатывала несколько иную технологию производства транзисторов с каналами полностью окружёнными затворами (GAA или Gate-All-Around). Каналы предполагалось делать тонкими в виде нанопроводов. Впоследствии Samsung отошла от этой схемы и запатентовала структуру транзисторов с каналами в виде наностраниц. Такая структура позволяет управлять характеристиками транзисторов за счёт манипуляции как числом страниц (каналов), так и регулируя ширину страниц. Для классической технологии FET подобный манёвр невозможен. Чтобы увеличить мощность FinFET-транзистора необходимо умножать число FET-рёбер на подложке, а это расход площади. Характеристики транзистора MBCFET можно менять в рамках одного физического затвора, для чего нужно задать ширину каналов и их количество.

Наличие цифрового проекта (taped out) опытного чипа для выпуска с использованием техпроцесса GAA позволило Samsung определить границы возможностей транзисторов MBCFET. Следует учитывать, что это пока данные компьютерного моделирования и окончательно о новом техпроцессе можно будет судить только после запуска его в массовое производство. Тем не менее, точка отсчёта есть. В компании сообщили, что переход от 7-нм техпроцесса (очевидно, первого поколения) на техпроцесс GAA обеспечит сокращение площади кристалла на 45 % и снижение потребления на 50 %. Если не экономить на потреблении, то производительность можно увеличить на 35 %. Ранее Samsung экономию и рост производительности при переходе на 3-нм техпроцесс перечисляла через запятую. Оказалось всё-таки, или одно, или другое.

Важным моментом для популяризации 3-нм техпроцесса компания считает подготовку общедоступной облачной платформы для независимых разработчиков чипов и бесфабричных компаний. В Samsung не стали прятать среду разработки, проверки проектов и библиотеки на производственных серверах. Для проектировщиков во всём мире будет доступна платформа SAFE (Samsung Advanced Foundry Ecosystem Cloud). Облачная платформа SAFE создавалась с участием таких крупнейших публичных облачных сервисов, как Amazon Web Services (AWS) и Microsoft Azure. Свои инструменты для проектирования в рамках SAFE предоставили разработчики систем проектирования компании Cadence и Synopsys. Это обещает упростить и удешевить процесс создания новых решений для техпроцессов Samsung.

Возвращаясь к 3-нм техпроцессу Samsung, добавим, компания представила первую версию пакета для разработки чипов ― 3nm GAE PDK Version 0.1. С его помощью уже сегодня можно приступить к проектированию 3-нм решений или, по крайней мере, подготовиться к встрече этого техпроцесса Samsung, когда он станет массовым.

Дальнейшие планы компания Samsung озвучивает следующим образом. Во второй половине текущего года будет запущено массовое производство чипов с использованием 6-нм техпроцесса. Тогда же завершится разработка 4-нм техпроцесса. Разработка первых продуктов Samsung с использованием 5-нм техпроцесса будет завершена нынешней осенью, с запуском в производство в первой половине следующего года. Также до конца текущего года Samsung завершит разработку техпроцесса 18FDS (18 нм на пластинах FD-SOI) и 1-Гбит чипов eMRAM. Техпроцессы от 7 нм до 3 нм будут использовать сканеры EUV с нарастающей интенсивностью, и при этом на счету будет каждый нанометр. Дальше за путь вниз каждый шаг будет делаться с боем.

Источник:

Бельгийский разработчик прокладывает путь к «однокристальным» блокам питания

Мы не раз отмечали, что блоки питания становятся «нашим всем». Мобильная электроника, электромобили, Интернет вещей, накопление электроэнергии и многое другое выводит процесс питания и преобразования напряжения на первые по значимости позиции в электронике. Значительно увеличить эффективность блоков питания и, в частности, инверторов обещают технологии производства чипов и дискретных элементов с использованием такого материала, как нитрид галлия (GaN). При этом никто не будет оспаривать тот факт, что интегрированные решения лучше дискретных как с точки зрения компактности решений, так и с позиции экономии средств на проектирование и производство. На днях на конференции PCIM 2019 исследователи из бельгийского центра Imec наглядно показали, что однокристальные блоки питания (инверторы) на GaN ― это совсем не фантастика, а дело ближайшего будущего.

Используя технологию нитрид галлия на кремнии на пластинах SOI (кремний на изоляторе) специалисты Imec создали однокристальный преобразователь по схеме полумост. Это один из трёх классических вариантов включения силовых ключей (транзисторов) для создания инверторов напряжения. Обычно для реализации схемы берётся набор из дискретных элементов. Набор элементов для достижения определённой компактности также помещают в одну общую упаковку, что не отменяет того факта, что схема собирается из отдельных комплектующих. Бельгийцы сумели воспроизвести почти все элементы полумоста на едином кристалле: транзисторы, конденсаторы и резисторы. Решение позволило увеличить эффективность преобразования напряжения за счёт снижения целого ряда паразитных явлений, которые обычно сопровождают схемы преобразования.

Интегрированный полумост с использованием нитрида галлия (Imec)

Интегрированный полумост с использованием нитрида галлия (Imec)

На показанном на конференции макете интегрированный чип GaN-IC преобразовывал входное напряжение 48 вольт в выходное значением 1 вольт с частотой ШИМ 1 МГц. Решение может показаться достаточно дорогим, особенно с учётом использования пластин SOI, но исследователи подчёркивают, что высокая степень интеграции с лихвой компенсирует затраты. Производство инверторов из дискретных компонентов будет дороже по определению.

Источник:

Учёные создали пиксель в миллион раз меньше, чем у экранов современных смартфонов

В пятницу группа британских учёных из Кембриджского университета опубликовала в журнале Science Advances статью с рассказом о разработке перспективной технологии для производства сравнительно недорогих экранов практически неограниченных размеров. Пусть вас не смущает упоминание пятницы и набившего оскомину словосочетания британские учёные. Всё по-честному и серьёзно. Исследование базируется на изучении и использовании давно известных квазичастиц плазмонов в рамках физических явлений плазмоники. Если вкратце, плазмоны представляют собой облако электронов на поверхности материала. Они обладают определёнными коллективными свойствами и в зависимости от ряда факторов могут излучать свет в видимом диапазоне с заданной длиной волны (цветом).

University of Cambridge

University of Cambridge

Учёные из Кембриджа разработали технологию массового производства экранов на основе плазмонов. Мельчайшие частицы золота покрывались токопроводящим пластиком полианилином и равномерно разбрызгивались по пластиковой поверхности с предварительно нанесённым на неё зеркальным покрытием. Каждая гранула золота на поверхности ― это основа для миниатюрного пикселя, размеры которого в миллион раз меньше, чем у экранов современных смартфонов. Технология очень проста для массового производства, на чём настаивают разработчики. Подобные экраны с миллиардами пикселей на каждый метр можно выпускать непрерывной лентой с высокой скоростью. Речь идёт о производстве гибких дисплеев буквально размерами со стену многоэтажного дома.

Падающий на такой экран свет попадает в ловушку между покрытыми пластиком наночастицами золота. Токопроводящий пластик покрытия под воздействием управляющего напряжения заданным образом меняет химические свойства и вызывает изменение длины волны отражённого света в широком спектре (длина волны может снижаться до 100 нм и меньше). Пиксель начинает светиться заданным цветом и, что важно, такое состояние бистабильное, что не требует питания для удержания выбранного цвета.

advances.sciencemag.org

advances.sciencemag.org

Перспективы у подобных экранов огромные ― от информационных до камуфлирующих. Высочайшее разрешение позволит скрыть бойца даже на открытой местности, а применение в архитектуре откроет путь к новым и необычным решениям. Дисплеи для электроники тоже получат толчок к развитию. Они будут хорошо читаться в ярком солнечном свете и перестанут быть самыми активными пожирателями заряда аккумуляторов. Но до этого ещё предстоит пройти большой путь, совершенствуя и развивая технологию. В частности, команда учёных начала работать над расширением цветового диапазона дисплеев на основе представленной технологии. Подробнее о разработке можно узнать в статье в Science Advances. Для её прочтения (на английском языке) регистрация не требуется.

Источник:

В 2021 году TSMC предложит улучшенный 5-нм техпроцесс

По мнению руководства компании Intel, когда через два года дебютируют первые 7-нм продукты микропроцессорного гиганта, они будут конкурировать с 5-нм продукцией тайваньской TSMC. Так, да не так. Тайваньские источники со ссылкой на анонимных представителей островной индустрии спешат уточнить, что в 2021 году Intel придётся столкнуться с улучшенным 5-нм техпроцессом TSMC. Это будет техпроцесс N5+ или 5 nm Plus ― второе поколение 5-нм техпроцесса крупнейшего в мире контрактного производителя чипов.

Как известно, о чём регулярно напоминает руководство TSMC, рисковое производство с нормами 5 нм компания запустила в первом квартале текущего года. Массовое производство с нормами 5 нм (5N) стартует в первом или во втором квартале 2020 года. В точных сроках запуска массового производства с нормами 5 нм компанией TSMC есть один нюанс. Для работы с данными технологическими нормами компания строит новый завод ― предприятие Fab 18. Как только Fab 18 будет введена в строй, можно будет говорить о начале производства с нормами 5 нм. Этот процесс может растянуться с конца 2019 года до второго квартала 2020 года включительно. Но даже если брать крайние сроки, коммерческое производство с нормами 5 нм TSMC запустит не позднее апреля-июня 2020 года.

Из вышесказанного следует, что рисковое производство с нормами N5+ или по улучшенному 5-нм техпроцессу компания начнёт в первом квартале 2020 года. Источник прямо об этом говорит. Ещё спустя год компания будет готова начать массовый выпуск чипов с использованием техпроцесса N5+. Именно с этим техпроцессом придётся сравнивать свои производственные достижения компании Intel, когда она в 2021 году представит свои первые 7-нм дискретные графические процессоры. Компании AMD и NVIDIA, как давние клиенты TSMC, к этому времени имеют все шансы выпустить как 5-нм GPU, так и вынашивать планы запуска в производство графических решений на улучшенном 5-нм техпроцессе.

На сегодняшний день о техпроцессе TSMC N5+ сказать нечего, кроме одного. Этот техпроцесс частично будет использовать сканеры диапазона EUV. Глубина использования сканеров с длиной волны 13,5 нм будет определять, насколько техпроцесс N5+ окажется лучше техпроцесса N5.

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥