Теги → 10-нм
Быстрый переход

Samsung первой начала выпускать память DRAM с использованием сканеров EUV: отгружен первый миллион модулей

Компания Samsung Electronics сообщила о преодолении знаковой вехи. Клиенты компании получили в своё распоряжение один миллион модулей памяти DDR4 на первых в мире кристаллах памяти, для выпуска которых использовались сканеры диапазона EUV. Все они прошли комплексное тестирование и рекомендованы для установки в ПК премиального уровня и в серверы.

Согласно устоявшейся традиции, Samsung не раскрывает точные нормы производства чипов памяти в новом поколении. Кодовое обозначение данного техпроцесса ― D1x. Отметим, сканеры EUV с длиной волны 13,5 нм используются только для небольшой части производственных операций. Полностью перевести выпуск памяти поколения D1x на проекцию со сверхжёстким излучением компания планирует в следующем году. Такая память получит обозначение D1a.

Использование в производстве сканеров EUV позволяет ощутимо сократить число повторяющихся шагов. Теперь вместо нескольких фотошаблонов и, соответственно, нескольких проходов лучом сканера по кремниевой подложке достаточно будет одного или двух фотошаблонов и одного–двух проходов. Это экономия ресурсов и времени, что выльется в снижение себестоимости памяти. По словам Samsung, благодаря сканерам EUV продуктивность производства памяти D1x при обработке 300-мм кремниевых пластин увеличилась в два раза. Это означает, что со временем себестоимость производства памяти также снизится примерно в два раза.

В следующем году с использованием техпроцесса D1a с применением сканеров EUV компания Samsung собирается начать масштабное производство памяти DDR5 и LPDDR5. Для нового стандарта памяти себестоимость имеет большое значение. Также для расширения выпуска памяти с использованием сканеров EUV компания планирует запустить на заводе в Пхёнтхэк (Республика Корея) вторую производственную линию, что произойдёт во второй половине текущего года.

Nanya до конца года выпустит микросхемы оперативной памяти 10-нм класса

Компания Nanya является самым крупным тайваньским производителем микросхем памяти, и четвёртым в мире с долей чуть больше 3 %. Несмотря на значительное отставание от Samsung, Micron и SK Hynix в объёмах поставок, тайваньский производитель продолжает работать и над новыми технологиями. Так, недавно Nanya объявила о скором выходе первых микросхем DRAM 10-нм класса, а также раскрыла планы по выпуску 16-гигабитных чипов DRAM и памяти DDR5.

На самом деле, Nanya довольно сильно запоздала с переходом на нормы 10-нм класса. Всё дело в высокой цене разработки данных передовых технологий, из-за чего тайваньский производитель решил не осваивать их в одиночку. Вместо этого компания будет лицензировать некоторые ключевые элементы технологии для производства микросхем оперативной памяти 10-нм класса (1X/1Ynm) у компании Micron. Первые продукты 10-нм класса Nanya планирует выпустить до конца текущего года.

Для начала Nanya планирует наладить производство уже проверенных временем микросхем памяти DDR4 объёмом до 8 Гбит, и только после этого перейти к производству передовых микросхем DDR5 и чипов ёмкостью 16 Гбит. Вслед за первым поколением (1Anm) микросхем 10-нм класса, Nanya планирует уже в 2022 году преступить к массовому производству чипов второго поколения (1Bnm), а ещё через какое-то время подоспеет и третье поколение (1Cnm).

В целом, переход к техпроцессу 10-нм класса — это очень большой шаг для столь скромного производителя, как Nanya. Данная компания имеет всего 3200 сотрудников и портфель из чуть менее 4200 патентов, в основном в области хранения данных. Чипы DRAM от Nanya используются в качестве кеша во многих SSD-накопителях. И согласно последнему квартальному отчёту, прибыль тайваньской компании значительно сократилась из-за падения цен на твердотельные накопители. Доход в четвёртом квартале 2019 года составил $440 млн, а прибыль — $43 млн. Для сравнения: объем квартальных продаж Micron составляет $5,1 млрд, а прибыль — $508 млн.

Samsung завершила разработку 8-Гбит чипов DDR4 третьего поколения 10-нм класса

Компания Samsung Electronics продолжает погружение в техпроцесс класса 10 нм. На этот раз всего через 16 месяцев после начала массового производства памяти DDR4 с использованием техпроцесса второго поколения 10-нм класса (1y-nm) южнокорейский производитель завершил разработку кристаллов памяти DDR4 с использованием третьего поколения техпроцесса класса 10 нм (1z-nm). Что важно, техпроцесс третьего поколения 10-нм класса по-прежнему использует 193-нм литографические сканеры и не опирается на малопроизводительные пока сканеры диапазона EUV. Это означает, что переход к массовому выпуску памяти с использованием новейшего техпроцесса 1z-nm будет сравнительно быстрым и без значительных финансовых затрат на переоснащение линий.

К массовому производству 8-Гбит чипов DDR4 с использованием техпроцесса 1z-nm класса 10 нм компания приступит во второй половине текущего года. Как это заведено с этапа перехода на 20-нм техпроцесс, Samsung не раскрывает точных спецификаций техпроцесса. Предполагается, что техпроцессу 1х-nm 10-нм класса компании соответствуют нормы 18 нм, техпроцессу 1y-nm ― 17- или 16-нм нормы, а новейшему 1z-nm ― 16- или 15-нм нормы, а может быть даже до 13 нм. В любом случае снижение масштаба техпроцесса вновь увеличило выход кристаллов с одной пластины, как признаются в Samsung, ― на 20 %. В перспективе это позволит компании продавать новую память дешевле или с лучшей для себя наценкой, пока конкуренты не добьются в производстве похожего результата. Правда, немного настораживает то, что Samsung не смогла создать 1z-nm 16-Гбит кристалл DDR4. Это может намекать на ожидание повышенного уровня брака при производстве.

Первыми с использованием третьего поколения техпроцесса 10-нм класса компания начнёт выпускать память серверного назначения и память для производительных ПК. В дальнейшем техпроцесс 1z-nm 10-нм класса будет приспособлен для производства памяти DDR5, LPDDR5 и GDDR6. Серверы, мобильные устройства и графика смогут в полной мере использовать более быструю и менее прожорливую к потреблению память, чему будет способствовать переход на более тонкие нормы производства.

Дефицит процессоров Intel вновь усилится во втором квартале

Несмотря на все принятые меры, изменения ситуации с дефицитом процессоров Intel в ближайшем будущем не предвидится. Хотя казалось, что пик недопоставок был пройден в конце прошлого года, когда наблюдался сезонный рост спроса, исследование Digitimes Research говорит об обратном. Аналитики предполагают, что во втором квартале рынок захлестнёт вторая волна дефицита 14-нм чипов Intel, и это станет прекрасным моментом для того, чтобы AMD смогла дополнительно нарастить свою долю.

Тяжелая ситуация с поставками процессоров компании Intel наблюдается с августа прошлого года. Из-за ошибок планирования и задержки с вводом в строй 10-нм техпроцесса микропроцессорный гигант оказался не в состоянии выполнять заказы партнёров в полном объёме. Как сообщает Digitimes, даже такие крупные клиенты Intel, как HP, Dell и Lenovo, не получают необходимого количества процессоров, причём недопоставки достигают уже сотен тысяч чипов. Во время первой волны дефицита в третьем квартале прошлого года заказы ведущих партнёров Intel выполнялись менее чем на 95 %, в то время как тайваньские производители компьютеров получали не более 90 % заказанных процессоров.

Сейчас ситуация с поставками процессоров Intel стала получше. Как утверждают аналитики, запросы в первом квартале 2019 года удовлетворяются примерно на 97 %. Однако не стоит думать, что это — предвестник решения проблем. Надвигается вторая волна дефицита, которая будет обусловлена существенным ростом спроса на хромбуки. Стратегия Intel на время дефицита заключается в том, что компания старается в первую очередь удовлетворять заказы на дорогие и наиболее маржинальные процессоры из модельного ряда, однако для хромбуков потребуется большое количество бюджетных чипов класса Core i3 и младше, которые, очевидно, имеют шанс пропасть из продажи чуть ли не полностью. Как утверждается в источнике, Intel уже сейчас стала полностью отказывать в поставках процессоров начального уровня Apollo и Gemini Lake китайским производителям.

Всё это говорит о том, что и в 2019 году у компании AMD есть отличная возможность для дальнейшего увеличения своей доли. Прошлая волна дефицита позволила AMD нарастить свою долю на рынке ноутбуков с 9,8 % в начале 2018 года до текущих 15,8 %. Теперь же, кажется, у компании появился второй шанс. Как говорят прогнозы, во втором квартале текущего года доля AMD на рынке мобильных процессоров может вырасти до 18 %.

Тем не менее, к середине года Intel наконец-то должна решить все свои проблемы с поставками 14-нм процессоров. В прошлом году микропроцессорный гигант делал существенные вложения в расширение производства. Несколько миллиардов долларов было инвестировано в фабрику D1X в Орегоне, а также в фабрики, находящиеся в Израиле и Ирландии. Поэтому к лету выход 14-нм кристаллов должен увеличиться примерно на четверть, что должно с запасом покрыть все существующие запросы партнёров.

Кроме того, со второй половины года Intel также намеревается начать массовые поставки перспективных 10-нм процессоров. Однако аналитики Digitimes отмечают, что с этими планами не всё складывается гладко. По слухам, микропроцессорный гигант пока не смог решить все имеющиеся проблемы со следующим техпроцессом, и это вполне может стать причиной очередных задержек.

Улучшенный техпроцесс на 20 % увеличит выход памяти DDR4 компании SK Hynix

На один год позже компании Samsung второй в мире по величине производитель памяти типа DRAM компания SK Hynix сообщила о завершении разработки микросхем DDR4 для производства с использованием второго поколения техпроцесса класса 10 нм. Как и её конкуренты, компания SK Hynix не приводит точную цифру технологических норм, с помощью которых она предполагает выпускать новую память. Техпроцесс скрывается под кодовым именем «1Ynm» и может быть как 18-нм, так и 17-нм, и 16-нм.

Для нас главное не «шашечки», а «ехать». Переход от техпроцесса класса 10 нм первого поколения ко второму обеспечивает возросший на 20 % выход продукции — кристаллов DRAM DDR4. Проще говоря, себестоимость производства DDR4 ещё немного снизится, а модули памяти могут стать немного дешевле. Не на 20 %, но на единицы процентов — это вполне реальный сценарий. Но произойдёт это уже в новом году. Массовые поставки чипов DRAM с использованием второго поколения 10-нм техпроцесса компания начнёт в первом квартале календарного 2019 года.

Первыми в производство попадут 8-Гбит чипы DDR4-3200. По словам производителя, это самая быстрая в настоящий момент память. Потребление памяти, тем не менее, за счёт уменьшения масштаба технологических норм последовательно снижено более чем на 15 %. Первыми новую память получат производители модулей памяти для серверов и персональных компьютеров. Впоследствии второе поколение производства 10-нм класса осчастливит другие области применения памяти, в частности — область мобильных устройств.

Уменьшение масштаба технологических норм заставило разработчика внести ощутимые изменения как в схемотехнику цепей питания и управления памятью, так и в структуру «помельчавших» транзисторов. Это неудивительно, каналы транзисторов становятся меньше, что снижает токовые характеристики этих полупроводниковых приборов.

Для снижения вероятности появления ошибок чтения и для поддержки стабильной работы памяти инженеры SK Hynix предложили 4-фазную схему тактового генератора и разработали новые и более чувствительные усилители для сигнальных цепей памяти. Собственно, эти улучшения позволили поднять скорость по одному контакту до 3200 Мбит/с с одновременным снижением потребления до 15 % и более.

Массовый выпуск 10-нм процессоров Intel может начаться уже в апреле

Недавняя утечка о планах Intel заменить в поставках в 2019 году 10-нм процессоры Ice Lake 14-нм моделями Coffee Lake Refresh заставляла задуматься о способности компании начать обещанный ранее в 2019 году массовый выпуск 10-нм процессоров. Это ужасная для поклонников продукции Intel и всего рынка перспектива, поскольку это уже привело и ведёт к ещё более серьёзному дефициту процессоров для ПК и ноутбуков со всеми негативными последствиями, включая рост цен на чипы и системы на их основе. Но так ли всё плохо?

На сайте Bloomberg появилась ссылка на аналитическую заметку небольшой компании BlueFin, которая специализируется на консультациях биржевым клиентам. Согласно мнению аналитиков BlueFin, Intel способна начать массовое производство процессоров с нормами 10 нм уже в апреле — на шесть недель раньше ожидаемого до этого срока в июне 2019 года.

Сообщение BlueFin привело во вторник к росту стоимости акций Intel на 5,2 % и к снижению стоимости акций AMD на 8,6 %. За такими событиями вполне может скрываться попытка обычной спекуляции на бирже, так что нам радоваться рано. С другой стороны, Intel пытается и делает всё от неё зависящее, чтобы всё-таки приступить к массовому выпуску 10-нм процессоров.

В «чистой комнате» Intel (Tom’s Hardware)

В «чистой комнате» Intel (Tom’s Hardware)

Вполне возможно, что Intel может решить производственные проблемы раньше июня 2019 года. Почему бы не в апреле? Хороший весенний месяц, а первого числа так вообще смешно, как смешно сегодня читать заметку двухлетней давности с прогнозом той же компании BlueFin о запуске массового производства 10-нм процессоров Intel в первом квартале 2017 года...

Задержка 10-нм техпроцесса может разорить одного из крупных клиентов Intel

Ни для кого не секрет, что компания Intel испытывает огромные трудности с освоением 10-нм техпроцесса, из-за чего уже не раз откладывала сроки начала выпуска изделий по данной технологии. И как выяснили наши коллеги из SemiAccurate, это создаёт проблемы не только для самой Intel, но и для некоторых её клиентов.

Сообщается, что задержка 10-нм техпроцесса Intel ставит на грань разорения некоего крупного клиента Intel, имя которого не называется. Intel не раскрывает имена своих клиентов, поэтому источник отмечает лишь, что это некий технологический гигант с многолетней историей и рыночной капитализацией в более чем 20 млрд долларов.

Клиент, о котором идёт речь, сделал ставку именно на 10-нм техпроцесс Intel, и теперь не располагает альтернативным планом действий. Это ставит под угрозу само существование этой неназванной компании, потому как она попросту не сможет создать новую серию продуктов на 10-нм чипах Intel, чтобы успешно конкурировать с другими производителями.

Коллеги также считают, что главной причиной задержки 10-нм техпроцесса Intel являются управленческие ошибки руководства компании. А технические трудности в освоении новых производственных норм играют куда меньшую роль.

Microsemi готовится создавать решения с памятью ReRAM

Резистивная энергонезависимая память ReRAM понемногу прокладывает себе дорогу в мир. Пока использование ReRAM в продуктах носит опытный характер, но через год или два всё может измениться в сторону более широкого использования этого нового типа энергонезависимой памяти в электронике и компьютерной технике.

Так, изобретатель одной из перспективных версий ReRAM компания Crossbar сообщила, что между ней и крупным американским разработчиком электронных компонентов компанией Microsemi подписан лицензионный договор на передачу необходимой для выпуска продукции интеллектуальной собственности. Также партнёры будут совместно разрабатывать продукцию со встроенной памятью ReRAM класса 10 нм (в диапазоне от 19 до 10 нм), которая пополнит ассортимент Microsemi, а он также включает чипы военного назначения и решения для аэрокосмической отрасли.

Сфера интереса Microsemi (Microsemi)

Сфера интереса Microsemi (Microsemi)

К сожалению, Crossbar не прояснила, кто будет выпускать 10-нм электронику Microsemi со встроенной памятью ReRAM. Производство в Китае для этого явно не подходит, ведь Microsemi завязана на оборонный сектор США. Хотя в Китае у Crossbar есть официальный производственный партнёр в лице крупнейшего местного контрактного производителя полупроводников компании SMIC. В то же время SMIC освоила производство встраиваемой ReRAM с нормами 40 нм, а Crossbar и Microsemi надо идти дальше. Остаётся GlobalFoundries с бывшими заводами IBM? Будет интересно узнать.

Переход со встраиваемой памяти NAND на ReRAM обещает снижение задержек при чтении (до 10 нс) и записи (до 10 мкс). Устойчивость ячеек к износу увеличится с нескольких десятков тысяч до миллиона. При этом ячейка ReRAM не требует предварительной операции по очистке, а массив ячеек не нужно подвергать операциям выравнивания. Такая память работает быстрее и лучше всего подходит для концепции «памяти в процессоре», когда архитектура чипа строится по подобию мозга человека, где нет отдельно памяти и процессора.

ReRAM - это просто и изящно ()

ReRAM — это просто и изящно (Crossbar)

Кстати, 23 мая на конференции Embedded Vision Summit компания Crossbar покажет решение для ИИ со встроенной памятью ReRAM. Мы надеемся позже подробнее рассказать о разработке, а пока уточним, что некий специализированный процессор с памятью ReRAM, в которую загружается модель нейронной сети FaceNet, способен автономно и от батарейного питания вести распознавание лиц или объектов с возможностью обновления списка объектов распознавания. Память ReRAM в данном случае является той памятью в процессоре, которая позволяет реализовать компактную автономную платформу, в чём окажутся слабы NAND, 3D XPoint и обычная DRAM (HBM).

Intel приступила к согласованию плана по расширению производства в Израиле

Ещё в феврале стало известно, что компания Intel в очередной раз готовится расширить в Израиле производство процессоров. Речь идёт о заводе Fab 28 в Кирьят-Гате. В конце 2016 года Intel завершила очередной этап модернизации производства с намерением начать в Израиле массовый выпуск 10-нм процессоров. В модернизацию было вложено $6 млрд. К сожалению, 10-нм техпроцесс в массы пока не пошёл. Уровень брака при выпуске 10-нм продукции оказался настолько высоким, что компания отложила начало массового выпуска этой продукции до следующего года.

Вынужденный простой или неполную загрузку мощностей на Fab 28 компания решила использовать для проведения массовых работ по расширению производства. На днях, как сообщают информированные источники, Intel отправила в соответствующие регулирующие органы окончательный вариант плана по расширению завода Fab 28. Согласно плану, будут построены корпуса для новых линий и чистой комнаты. На эти цели в период с 2018 по 2020 годы компания потратит $5 млрд. Ещё $500 млн она получит в виде субсидий от израильского правительства и до 2027 года будет платить сниженный на 5 % налог.

Завод Fab 28 в Кирьят-Гате (Intel)

Завод Fab 28 в Кирьят-Гате (Intel)

Из планов Intel следует, что 10-нм техпроцесс приходит всерьёз и надолго. С учётом того, что он и так задержится минимум на 2 года, компания рассчитывает эксплуатировать данные технологические нормы производства до 2022 года и даже позже. Нетрудно представить, что переход на 7-нм техпроцесс компания Intel освоит одной из последних среди лидеров полупроводникового производства. Это даёт компании AMD шанс через год–другой вывести на рынок решения, технологически превосходящие предложения Intel. Но это уже другая история.

Intel представила первый 10-нм процессор Cannon Lake

Корпорация Intel без громких объявлений представила первый процессор семейства Cannon Lake, изготавливающийся с применением 10-нанометровой технологии.

Речь идёт о чипе Core i3-8121U, который ранее «засветился» в составе портативного компьютера Lenovo Ideapad 330. На этот раз обнародованы официальные характеристики изделия.

Процессор содержит два вычислительных ядра с возможностью одновременной обработки до четырёх потоков инструкций. Номинальная тактовая частота составляет 2,2 ГГц, максимальная частота в режиме «турбо» — 3,2 ГГц.

Объём кеш-памяти третьего уровня составляет 4 Мбайт. Максимальное значение рассеиваемой тепловой энергии (показатель TDP) равно 15 Вт.

Процессор может работать с оперативной памятью DDR4-2400 и LPDDR4/x-2400 максимальным объёмом до 32 Гбайт. Заявлена совместимость с передовыми накопителями Intel Optane.

Важно отметить, что у решения Core i3-8121U нет встроенного графического контроллера. Так что компьютерам на основе этого чипа потребуется отдельный видеоадаптер.

Цена новинки пока не указывается. С полным перечнем технических характеристик процессора можно ознакомиться на сайте Intel. О сроках анонса других моделей семейства Cannon Lake, к сожалению, ничего не сообщается. 

В конце апреля появилась информация, что Intel пока не удаётся наладить по-настоящему массовое производство 10-нанометровых изделий из-за высокого уровня брака. Поэтому такие процессоры начнут завоёвывать рынок, скорее всего, только в 2019 году.

Добавим также, что в первом квартале нынешнего года Intel получила рекордную выручку в размере $16,1 млрд. Чистая квартальная прибыль подскочила в полтора раза: если в первой четверти 2017 финансового года корпорация заработала $3,0 млрд, то теперь — $4,5 млрд.

Intel переносит массовое производство с нормами 10 нм на «когда-нибудь» в 2019 году

История с переходом на техпроцесс с нормами 10 нм пошла по тому же сценарию, что и история с переходом на 14-нм техпроцесс. Если коротко — уровень брака настолько большой, что массовое производство с нормами 10 нм продолжает оставаться невыгодным. Во второй половине прошлого года компания начала поставки первых 10-нм процессоров для рынка сверхтонких ноутбуков и трансформируемых систем (поколение процессоров Cannon Lake). Полгода спустя после этого высокий уровень брака делает невозможным увеличить производство даже этих решений, не говоря уже о начале выпуска 10-нм процессоров второго поколения (Ice Lake). Эту печальную информацию директор Intel Брайан Кржанич объявил и объяснил на квартальной конференции, посвящённой отчёту о работе в первом квартале 2018 года.

Два года назад на бумаге всё было просто замечательно

Два года назад на бумаге всё было просто замечательно

В первом квартале текущего года, о чём мы рассказали в отдельной заметке, Intel добилась рекордных показателей по выручке и чистой прибыли. Замедление вывода на рынок 10-нм продуктов вряд ли сильно скажется на финансовых показателях компании в следующие несколько кварталов. Проблемы с началом массового производства 10-нм продуктов сильнее ударят по репутации компании, которая долгие годы была технологическим лидером. В принципе, по характеристикам производимых полупроводниковых приборов компании GlobalFoundries и TSMC догонят Intel только к концу следующего года или даже в 2020 году, когда начнут массово выпускать чипы с использованием второго поколения 7-нм техпроцесса (с использованием EUV-литографии). Компания Samsung, тем не менее, уже нынешней осенью начнёт выпускать 7-нм продукцию, отчасти превосходящую по характеристикам 10-нм продукцию Intel.

Интересно отметить, что 7-нм производство Samsung, как и 10-нм производство Intel, использует исключительно иммерсионную литографию на основе 193-нм сканеров. По уровню брака на 7-нм линиях Samsung мы сможем оценить, смогла ли южнокорейская компания создать производство более развитое, чем у Intel.

Основные характеристики первых моделей Cannon Lake, которые уже выпускаются

Основные характеристики первых моделей Cannon Lake, которые уже выпускаются

В то же время руководство Intel заявило, что компания поплатилась за желание «откусить больше, чем смогла проглотить». Обычно с переходом на новый техпроцесс размеры элементов ужимаются в 1,5–2 раза. В Intel всегда стремились оказаться лучше других и, например, при переходе к 14-нм техпроцессу увеличили плотность размещения элементов на кристалле в 2,4 раза. При переходе к 10-нм производству было решено увеличить плотность в 2,7 раза. Как результат, компания не смогла справиться с возросшим уровнем брака. Впрочем, в компании успокаивают, что проблема определена и разработана методика по её устранению. Производство с нормами 10 нм будет отлажено и заработает на полную мощность в течение 2019 года. Когда конкретно, правда, Кржанич не уточнил.

Планы по расширению завода Intel в Израиле обретают очертания

С 1974 года компания Intel вложила в экономику Израиля свыше $17 млрд. На предприятии Fab 28 в Кирьят-Гате (Kiryat Gat) выпускаются микропроцессоры Intel. Поставка решений компании на мировой рынок принесла Intel от деятельности в 2017 году в Израиле $3,6 млрд. По сравнению с 2016 годом экспорт вырос на $300 млн, за что не в последнюю очередь надо благодарить недавнюю модернизацию производственных линий Fab 28.

Завод Fab 28 в Кирьят-Гате (Intel)

Завод Fab 28 в Кирьят-Гате (Intel)

В конце 2016 года, напомним, завершился очередной этап модернизации завода Fab 28. На эти цели компания потратила $6 млрд. В качестве премии и для поддержания заинтересованности Intel в инвестициях в страну правительство Израиля выделило компании денежную сумму в размере 5 % от вложений и снизила на 5 % налог сроком на 10 лет. Полученные средства Intel пустила на переоборудование линий с выпуска 22-нм процессоров на 10-нм. В настоящий момент завод Fab 28 проходит этап наладки массового производства 10-нм процессоров компании (с этим не всё гладко, но это не вина израильтян).

Премьер-министр Израиля открывает обновлённые линии на заводе Fab 28 (Photo: Kobi Gideon / Government Press Office, 2016)

Премьер-министр Израиля открывает обновлённые линии на заводе Fab 28 (Photo: Kobi Gideon / Government Press Office, 2016)

На следующем этапе, как признался на днях информагентству Reuters Министр экономики Израиля Эли Коэн (Eli Cohen), Intel собирается расширить объёмы производства на предприятии в Кирьят-Гате. Работы должны быть завершены к 2020 году и потребуют инвестиций в объёме $5 млрд. В этот раз Intel рассчитывает на денежную помощь со стороны правительства Израиля в размере 10 % от запланированной суммы. Переговоры об инвестициях должны состояться в следующем месяце, но официальные лица Intel отказались прокомментировать слова министра.

Intel признала, что её передовые 10-нм нормы уступают техпроцессам конкурентов

Корпорация Intel в прошлом году потратила значительные усилия, пытаясь доказать инвесторам, что занимает лидирующую позицию в технологии производства чипов. Компания заявляла в частности, что её будущий 10-нанометровый техпроцесс может обеспечить вдвое большую плотность транзисторов по сравнению с конкурирующими 10-нм нормами.

И хотя это утверждение Intel, вероятно, соответствует действительности, реальность такова, что конкуренты начали производство 10-нм кристаллов ещё в конце 2016 или в начале 2017 года, а собственный 10-нм техпроцесс Intel всё ещё не используется для выпуска массовой продукции. Огромная задержка Intel в освоении 10-нм норм означает, что сравнения Intel были бессмысленны, ведь её 10-нм технологии придётся соперничать уже с 7-нм нормами конкурентов.

На недавней международной конференции по полупроводниковым схемам (International Solid-State Circuits Conference, ISSCC) инженер Intel, по-видимому, признал проблемы, которые отдел маркетинга его корпорации не замечает: 10-нм технология Intel уступает 7-нм нормам конкурентов в одном из критических показателей.

Большинство компьютерных процессоров включают в себя тип чрезвычайно быстрой памяти, известный как SRAM. Поскольку SRAM представляет собой общую почти для всех процессоров структуру, на ней удобно сравнивать относительную плотность тех или иных технологий производства чипов. Особенно если ячейки, хранящие один бит, требуют одинакового количества транзисторов.

Итак, согласно данным Intel, однобитовая шеститранзисторная ячейка SRAM, произведённая с соблюдением её 10-нм норм, занимает 0,0312 квадратных микрометра площади кристалла. Конкурирующая одноразрядная шеститранзисторная ячейка SRAM, производимая по 7-нм техпроцессу Samsung, TSMC и GlobalFoundries, занимает соответственно 0,026, 0,0272 и 0,0296 квадратных микрометра.

Как можно видеть, 7-нанометровые технологии трёх упомянутых компаний весьма различаются между собой, но 10-нм нормы Intel существенно уступают им всем. Так вот, на прошедшей конференции и представитель Intel согласился, что произведённые по их техпроцессу 10-нм ячейки SRAM, «лишь» на 15 % уступают самым мелким из известных 7-нм ячеек.

Учитывая, что Intel всегда заявляла о значительном превосходстве над конкурентами с точки зрения плотности транзисторов на кристалле, это знаковое признание. В конечном счёте, потеря лидерства Intel в этой области является ещё одним признаком неудовлетворительной работы производственного подразделения компании. Небольшое отставание в плотности транзисторов при печати SRAM не подорвёт соотношение сил, но если тенденция продолжится, то в перспективе Intel вполне может уступить лидерство в области технологий производства полупроводниковых кристаллов.

Задержки Intel уже привели к переносу запусков (и, в некоторых случаях, к отмене) важных продуктов, что ухудшило позиции компании. Вдобавок с подобными задержками в освоении более тонких производственных норм столкнулась исключительно Intel — TSMC и Samsung последовательно соблюдали заявленные графики перехода на новые технологические процессы в течение целого ряда лет. И даже GlobalFoundries, которая исторически была не особенно надёжной производственной компанией, похоже, начинает исправляться.

И если сейчас компания Intel потеряла лидерство в плотности размещения транзисторов на кристалле (очень важный показатель), то в перспективе она вполне может утратить и прочие преимущества, например, в области производительности и энергоэффективности. Сегодня Intel стоит перед выбором: либо удвоить усилия по развитию и преобразованию своего производственного подразделения, пытаясь снова выйти в лидеры, либо постепенно свернуть собственную печать чипов, передав её сторонним компаниям. Но в первом случае есть вероятность неудачи и, соответственно, дальнейшей сдачи позиций в течение многих грядущих лет.

Samsung обошла Intel по технологичности производства массивов SRAM

На конференции Solid-State Circuits Conference 2018 (ISSCC) представители компании Intel подтвердили продолжение действия закона Мура, показав рост плотности транзисторов по мере снижения масштаба техпроцесса. При переходе с 14-нм техпроцесса на 10-нм размеры ячейки памяти SRAM уменьшились: до 0,0312 мкм2 для высокоплотной версии техпроцесс и 0,0367 мкм2 для низковольтной версии (подробнее см. в сводной таблице ниже).

Для производства 10-нм решений компания Intel использует иммерсионную литографию и 193-нм сканеры. Компания Samsung, как уже известно, первой начнёт коммерческую эксплуатацию EUV-сканеров с длиной волны 13,5 нм, что произойдёт во второй половине текущего года. После доклада Intel на ISSCC 2018 представитель Samsung рассказал об опытном производстве полностью рабочих 7-нм 256-Мбит  массивов SRAM с использованием EUV-сканеров. Размеры 6-транзисторрной ячейки SRAM в версии Samsung оказались равны 0,026 мкм2.

EUV-сканер компании ASML

EUV-сканер компании ASML

По словам представителя Intel, компания Samsung по технологичности производства полупроводников опередила её «в пределах каких-то 15 %». Однако аналитики заметили, что Intel впервые публично призналась в том, что по совершенству производства она идёт за кем-то следом. Это сам по себе знаковый факт.

Также в Samsung сообщили, что смогли на 75 % снизить сопротивление разрядной шины, что обычно является вызовом для проектировщиков. Ещё одним положительным моментом стало снижение на 20 % нестабильности при установке минимальных рабочих напряжений. Наконец, использование EUV-проекции дало больше простора проектировщикам для маневрирования количеством сквозных металлизированных соединений (скорее всего, речь об увеличении числа сквозных соединений, что упрощает горизонтальную разводку). Всего для производства 256-Мбит массива SRAM компания использовала EUV-проекцию для 3–4 рабочих слоёв.

Опытный массив SRAM Samsung ёмкостью 256 Мбит, техпроцесс 7 нмс использованием EUV-литографии

Опытный массив SRAM Samsung ёмкостью 256 Мбит, техпроцесс 7 нм с использованием EUV-литографии

В связи с успехами Samsung по внедрению EUV-литографии нелишне вспомнить о компании TSMC. Тайваньский контрактник на конференции рассказал о 7-нм трансляторе для кеш-памяти L1, рабочая частота которого составляла 4,4 ГГц. Для сравнения, частоты трансляторов кеш-памяти L1, выполненные с использованием 16-нм техпроцесса, доходят до 3 ГГц. Подобный рост производительности при переходе на 7-нм техпроцесс несомненно понравится как разработчикам SoC для смартфонов, так и проектировщикам CPU и ускорителей вычислений.

Samsung задумалась о выпуске DRAM с использованием сканеров EUV

Как уже широко объявлено, во второй половине следующего года компания Samsung первой в мире начнёт коммерческую эксплуатацию литографического оборудования с проекцией в диапазоне EUV (жёсткое ультрафиолетовое излучение). С помощью EUV-сканеров с длиной волны 13,5 нм Samsung намерена производить чипы с технологическими нормами 7 нм. Безусловно, речь идёт о процессорах, контроллерах и другой сложной логике. Преимуществом данного шага станет то, что сканеры EUV сократят производственный цикл обработки кремниевых пластин. Пока они ещё недостаточно быстрые по сравнению с классическими 193-нм сканерами, но зато они смогут «нарисовать» на пластине один слой чипа за один проход, тогда как 193-нм сканерам на это потребуется не менее четырёх проходов (фотошаблонов).

Воспользоваться преимуществами EUV-проекции компания Samsung также может при производстве памяти типа DRAM. Об этом на днях сообщили анонимные источники, знакомые с планами Samsung. Утверждается, что Samsung задумалась о переводе производства DRAM на EUV-сканеры. С прошлого года Samsung массово выпускает микросхемы оперативной памяти с использованием 193-нм сканеров с нормами 18 нм. Дальнейшее уменьшение масштабов техпроцесса сопряжено с рядом трудностей, среди которых также невозможность простого уменьшения линейных размеров элементов на кристалле. Как и в случае производства логики, для выпуска памяти компании Samsung приходится использовать от двух до четырёх фотошаблонов на каждый рабочий слой чипа DRAM. Переход на EUV-сканеры позволит компании увеличить технологический и производственный отрыв от конкурентов.

Завод 17 Line Samsung (http://english.etnews.com)

Завод 17 Line Samsung (http://english.etnews.com)

Первыми выпускать 7-нм продукцию (и использовать EUV-сканеры) будут действующие заводы Samsung. В частности, завод Line 17 в Хвасоне. На предприятии уже работает одна EUV-установка и готовится поступить ещё одна. Всего Samsung заказала у компании ASML 8 или 9 EUV сканеров. Особенность предприятия Line 17 в том, что оно будет выпускать как память, так и логические схемы, включая и контрактные заказы. Можно предположить, что за слухами о переводе DRAM на линии с EUV-сканерами стоит именно факт универсальности этого предприятия. Как бы там ни было, Samsung окажется потенциально способной начать выпуск памяти с использованием EUV-проекции уже в 2019 году.

В заключение надо сказать, что основная проблема с уменьшением масштаба техпроцесса для выпуска памяти заключается вовсе не в количестве фотошаблонов и длительности циклов обработки. Память DRAM по строению очень простая: каждая её ячейка — это транзистор и конденсатор. Сложность в том, что физический объём конденсатора становится настолько мал, что там уже невозможно хранить достаточно заряда (электронов) для надёжной записи данных. Поэтому использование EUV-сканеров вряд ли поможет компании начать выпуск микросхем памяти по 7-, 5-нм и более тонким техпроцессам. Но наверняка может упростить производство DRAM в диапазоне 15–10 нм.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥