Теги → 7-нм
Быстрый переход

Основной источник доходов TSMC — 7-нм техпроцесс, а 20-нм уже отправлены на покой

TSMC раскрыла свои полные финансовые результаты за I квартал 2021 года. Одним из важнейших показателей является разбивка доходов по техпроцессам. Стоит учитывать, что передовые технологические нормы стоят дороже за отдельную пластину, но в целом разбивка показывает, на что приходится сейчас ключевой спрос на рынке. Как, возможно, и следовало ожидать, 7-нм нормы занимают первое место, однако есть и другие интересные цифры.

Что же приносит основную выручку? В первом квартале 2021 года почти 50 % всех доходов компании пришлось на 7-нм и 5-нм нормы. За отчётные три месяца 7-нм нормы формировали 35 % всех доходов, а 5-нм — 14 %. В течение последних нескольких кварталов компания сообщала о почти полной загрузке 7-нм мощностей из-за возросшего спроса. Стоит сказать, что более современные техпроцессы, как правило, используются в связке с передовыми технологиями упаковки чипов вроде CoWoS, что тоже подстёгивает прибыль.

Доходы от 16-нм техпроцессов снижаются: в настоящее время их доля опустилась ниже 15 % в общем котле. Сегодня на выпуске массы 16-нм чипов TSMC зарабатывает столько же денег, что и на относительно небольшом количестве 5-нм. Примерно столько же средств приносят компании 90-нм и более древние технологические нормы. Любопытно, что 10-нм и 20-нм нормы приносят настолько мало доходов (близко к 0 %), что ими уже можно пренебречь — жизненный цикл этих техпроцессов подошёл к концу.

Тем не менее, спрос на старые технологические нормы по-прежнему велик: 28-нм и более грубые нормы формируют 37 % выручки, то есть больше, чем 7-нм. Многие фундаментальные чипы всё ещё требуют таких техпроцессов: это и высоковольтные компоненты, и кристаллы с высокими тепловыми нагрузками, и решения с длительным жизненным циклом, и чипы повышенной надёжности, и радиочастотные решения, и так далее.

Intel починила 7-нм техпроцесс: десктопный 7-нм процессор Meteor Lake выйдет в 2023 году

На прошедшем ночью мероприятии «Intel Unleashed: Engineering the Future» новый генеральный директор Intel Пэт Гелсингер (Pat Gelsinger) сделал несколько ключевых анонсов про 7-нм технологию, разрабатываемую в стенах компании. Суть заявлений сводится к тому, что Intel смогла решить все основные проблемы, которые ранее привели к неприятным задержкам в выпуске 7-нм продуктов, и теперь внедрение этого техпроцесса движется в полном соответствии с планом.

Гелсингер объявил, что основную массу продуктов Intel продолжит выпускать на собственных фабриках. Настройка 7-нм технологии продвигается хорошо: компании удалось решить возникшие ранее трудности за счёт более активного использования литографии в сверхжёстком ультрафиолетовом излучении (EUV), что в целом упростило и стабилизировало технологию.

Было объявлено, что первым продуктом, который начнёт выпускаться с применением нового 7-нм техпроцесса, станет настольный процессор с кодовым именем Meteor Lake. Литографические маски для выпуска 7-нм кристалла с его «вычислительной частью» будут переданы на производство уже во втором квартале этого года, после чего начнётся процесс выращивания кристаллов, а затем их тестирования. При этом поставки серийных партий Meteor Lake клиентам намечены на 2023 год.

В рассказе о Meteor Lake, Intel явно упомянула, что этот продукт будет построен из нескольких полупроводниковых кристаллов, собранных в единое целое с помощью фирменных технологий, например, при помощи вертикальной 3D-компоновки Foveros. Также было сказано, что подобные методы будут находить широкое применение в разнообразных будущих продуктах. Это позволит комбинировать их из разных составных частей и легко адаптировать под нужды различных заказчиков.

Попутно Intel не отказывается от сотрудничества со внешними подрядчиками и рассчитывает расширить отношения со сторонними производителями полупроводников такими как TSMC, Samsung, GlobalFoundriers и UMC. Как было объявлено, Intel планирует передавать партнёрам заказы на производство отдельных модульных компонентов по наиболее передовым технологическим процессам. Затем они будут становиться составными частями продуктов Intel как для клиентского, так и для серверного рынков, начиная с 2023 года. Использование передовых технологий подрядчиков совместно с собственной 7-нм технологией позволит Intel оптимизировать продукцию по стоимости, производительности и срокам выхода, что Гелсингер в своём выступлении назвал конкурентным преимуществом вверенной ему компании.

Новая технология изготовления контактов вскрыла резервы для «разгона» 7-нм чипов

По мере снижения масштаба техпроцесса производства чипов уменьшаются не только размеры транзисторов, но также сопутствующая «инфраструктура», например, диаметр отверстий для создания вертикальных контактов. Такие контакты изготавливаются из вольфрама в процессе металлизации, и их сопротивление растёт по мере уменьшения технологических норм, что снижает производительность и энергоэффективность чипов. Но это удалось обойти.

Установка Applied Materials для металлизации скозных соединенний в вакууме

Установка Applied Materials для металлизации сквозных соединений в условиях вакуума

Резерв вскрыла компания Applied Materials. Дело в том, что современные техпроцессы предполагают осаждение вольфрама из паровой среды на специально подготовленные для этого отверстия металлизации. Перед осаждением (заполнением отверстий вольфрамом) на поверхность чипа и на стенки отверстий в слое диэлектрика наносится слой нитрида титана. Это вещество улучшает «прилипание» вольфрама к стенкам отверстий для вертикальных контактов, защищает кристалл от загрязнения фтором, который используется в техпроцессе осаждения и, наконец, выравнивает стенки отверстий (см. видео процесса ниже).

Беда в том, что по мере снижения масштабов техпроцессов толщина слоя нитрида титана не уменьшалась. Так, в рамках 7-нм техпроцесса с диаметром отверстий для сквозной (вертикальной) металлизации 20 нм на вольфрам в контакте остаётся всего 25  % от объёма отверстия. В Applied Materials предложили техпроцесс и установку для создания вертикальных контактов в полном объёме из вольфрама без применения какого-либо предварительного покрытия отверстий.

Новый техпроцесс Applied Materials и машина для металлизации соединений заполняют вольфрамом отверстия в диэлектрике снизу, а не сверху, как раньше (видео ниже). Компания назвала это «выборочным заполнением зазоров». Поскольку для этого используются новые материалы и технологии, защищать кристалл от фтора больше не нужно, как и улучшать прилипание вольфрама к стенкам вертикальных отверстий.

По словам Applied Materials, предложенная технология на 40 % снижает сопротивление вертикальных соединений, а ведь в каждой 300-мм кремниевой пластине с чипами проложено до 100 километров таких соединений. Выигрыш от использования новой технологии обещает стать очень и очень внушительным. Когда? Новые установки компания начала поставлять в июле, но крупные производители уже якобы используют это оборудование Applied Materials в крупносерийном производстве.

«Китайский» 7-нм техпроцесс может существенно подорожать

Некоторое время назад крупнейший в Китае контрактный производитель полупроводников компания SMIC начал строить линию для выпуска 7-нм чипов. Увы, расчёт на западных партнёров провалился. В марте нидерландская компания ASML поставила SMIC партию обычных 193-нм сканеров, но сканеры диапазона EUV до Китая не дошли. Это означает, что себестоимость производства чипов с использованием 7-нм «китайского» техпроцесса окажется дорогим удовольствием.

В чистой комнате заваода SMIC (источник изобюражения компания SMIC)

В чистой комнате завода SMIC (источник изображения компания SMIC)

Компания SMIC разрабатывает 7-нм техпроцесс с учётом использования в производстве сканеров EUV с длиной волны 13,5 нм. Если она так и не сможет получить эти сканеры от ASML, то ей придётся выпускать 7-нм чипы с использованием 193-нм сканеров, но эта операция потребует минимум в четыре раза больше технологических шагов при обработке каждого слоя микросхемы, чем в случае 7-нм техпроцесса с использованием сканеров EUV (как это делают TSMC и Samsung, например).

Из-за проблем с поставками в Китай сканеров EUV техпроцесс с нормами 7 и 8 нм «не так хорош и будет готов не так скоро, как планировалось», сообщают китайские источники. «Решить можно любые технологические проблемы ― практически все, кроме наличия литографического оборудования для выпуска чипов».

Как вариант, до внедрения 7-нм техпроцесса компания SMIC может внедрить на производстве улучшенные версии 14-нм техпроцесса и техпроцесс с нормами 12 нм. Для 14-нм техпроцесса компания разрабатывает улучшенные модификации «N+1» и «N+2». Техпроцесс «N+1» по сравнению с 14-нм техпроцессом сможет предложить на 20 % большую производительность и на 57 % меньшее потребление (скорее всего одно или другое), а также на 63 % снизить площадь, занимаемую логическими схемами (общая площадь SoC снизится на 55 %). Техпроцесс «N+2» позволит выпускать ещё более быстрые чипы, но пока подробности о нём отсутствуют.

Как сообщают источники, техпроцесс «N+1» изучается клиентами компании и будет готов для массового выпуска чипов в четвёртом квартале этого года. Что касается 12-нм техпроцесса, то он, по сравнению с 14-нм техпроцессом, предложит 10-процентный рост производительности и 20-процентное снижение потребления. Техпроцесс с норами 12 нм выглядит не таким прогрессивным, как «N+1», но это можно списать на то, что информация о спецификациях курсирует на уровне слухов. По мере появления подробностей будем уточнять сведения.

В Китае появится свой фоточувствительный материал для 7-нм техпроцесса

Китай продолжает двигаться по пути снижения зависимости от импортного сырья и комплектующих в области производства полупроводников. Новым шагом на этом пути стала разработка отечественного фоторезиста ― материала, без которого невозможно перенести рисунок электронной схемы на кремниевый кристалл. Новый материал настолько хорош, что может быть использован для техпроцесса с нормами 7 нм.

О завершении НИОКР по созданию высокочувствительного фоторезиста сообщила компания Nata Opto из Цзянсу. Созданный в лабораториях компании новый фоточувствительный материал поможет в переходе на отечественные материалы в случае производства с технологическими нормами от 28 до 7 нм. До этого в Китае выпускался фоторезист, который годился только для выпуска чипов с нормами 436 и 365 нм.

Для более совершенных техпроцессов китайские производители, например, компании SMIC и YMTC, покупают фоторезист у японских и американских компаний. Пяти производителям из США и Японии принадлежит 85 % мирового рынка фоторезиста, а материал для EUV-литографии выпускается исключительно японцами, отчего пострадали даже южнокорейские производители.

Впрочем, для китайских компаний фоторезист для EUV-литографии понадобится очень нескоро. Во всяком случае, в товарных количествах. Зато фоторезист для выпуска чипов в диапазоне от 28 до 7 нм может заменить импортный, хотя произойдёт это примерно через три года. В настоящий момент разработчик начинает поставки фоторезиста клиентам для испытаний. Если всё будет хорошо, то через три года Nata Opto собирается выпускать в год до 25 тонн фоторезиста для 193-нм эксимерных лазеров ArF как для сухой проекции, так и для иммерсионной с погружением пластин в жидкость.

В следующем полугодии часть 7-нм линий TSMC могут простаивать

Накануне издание Commercial Times сообщило, что в следующем полугодии часть передовых полупроводниковых линий тайваньской компании TSMC могут оказаться загруженными не полностью. Некий осведомлённый источник из среды промышленников якобы сообщил, что компании Apple, HiSilicon и Qualcomm опасаются заказывать TSMC чрезмерные объёмы 7-нм мобильных процессоров. В сумме в первые шесть месяцев 2019 года объём простаивающих 7-нм линий может достигать 20 %, что довольно много.

Компания TSMC не стала комментировать эти заявления. Очередная встреча с инвесторами TSMC запланирована на середину января. Пока же руководство этого тайваньского контрактного производителя полупроводников придерживается старых прогнозов — добиться в 2019 году от 7-нм техпроцесса выручки не менее 20 % от совокупной за год. По итогам 2018 года доля выручки от 7-нм линий составит около 10 %. Правда, в отдельности за четвёртый квартал 2018 года доля выручки от 7-нм техпроцесса уже приблизилась к 20 % от общего дохода за квартал. Но если в первом полугодии лидеры рынка мобильных процессоров в лице упомянутых выше компаний снизят объёмы заказов, то TSMC рискует не удержаться в обозначенных рамках.

Рынок SoC для смартфонов действительно развивается со слабеющей динамикой. Она положительная, но не такая крутая, как раньше. Слух о возможном простое самых востребованных для флагманских SoC линий вполне вписывается в данную тенденцию. Другое дело, что этой продукцией дело не ограничивается. Компания TSMC обслуживает 7-нм заказы разработчиков ASIC для майнеров, а также выпускает процессоры и GPU компании AMD. Впрочем, падение котировок криптовалют уже не позволяет TSMC рассчитывать на значительные доходы от данного сектора.

Возможно, значительная загрузка 7-нм линий TSMC с возможностью расширения произойдёт только во второй половине 2019 года. По словам TSMC, на конец следующего года она ожидает увидеть от клиентов около 100 проектов чипов для выпуска с использованием 7-нм техпроцесса. Это будет в два раза больше, чем на конец текущего года. Иными словами, во втором полугодии 2019 года может образоваться дефицит 7-нм линий TSMC, что, в общем-то, тоже плохо. Ведь именно в этот период обещают выйти 7-нм настольные GPU и CPU компании AMD.

Квартальная выручка TSMC увеличилась на 7-нм заказах и ослаблении местной валюты

Компания TSMC отчиталась о работе в сентябре 2018 года и рассказала о результатах третьего квартала календарного 2018 года. Подробно о работе за отчётный период TSMC расскажет 18 октября на встрече руководства компании с инвесторами. Обычно на таких мероприятиях TSMC подробно говорит о производственных планах на будущее, так что постараемся не пропустить это событие. Что ещё больше привлекает к мероприятиям этого тайваньского контрактника, так это отказ GlobalFoundries от гонки за техпроцессами от 7 нм и ниже. Фактически за каждый новый покорённый нанометр продолжат сражаться только TSMC и Samsung, но не будем забегать вперёд.

Выручка за сентябрь и за весь третий квартал текущего года во многом определялась заказами на 7-нм техпроцесс, главным потребителем которого стала компания Apple. Для неё TSMC выпускает 7-нм SoC A12, которую можно обнаружить в новейших смартфонах Apple. Кроме этого полученная денежная масса выросла за счёт ослабления денежной единицы Тайваня — нового тайваньского доллара. Оба этих фактора позволили TSMC последовательно увеличить выручку в сентябре на 4,2 % до 94,92 млрд новых тайваньских долларов ($3,06 млрд). В годовом сравнении сентябрьская выручка TSMC выросла на 7,2 %.

Квартальная выручка тайваньского производителя со второго квартала последовательно выросла на 11,6 % и всего на 3,2 % за год — до 260,3 млрд новых тайваньских долларов или до $8,41 млрд в эквиваленте. Консолидированная квартальная выручка оказалась меньше первоначального прогноза, но лучше скорректированного в августе прогноза после вирусной активности на производстве TSMC в августе. Похозяйничавший на заводе вирус отнял у TSMC до $140 млн. В целом компания развивается лучше полупроводниковой отрасли и намерена дальше укреплять своё положение на рынке контрактных полупроводников.

Samsung Foundry и ARM готовят почву для выпуска процессоров с частотами свыше 3 ГГц

Компания Samsung официально сообщила о расширении сотрудничества с компанией ARM для успешного продвижения на рынок высокопроизводительных вычислительных платформ. Совместная работа обещает поднять вычислительную производительность решений до новых уровней — выше отметки в 3 ГГц, в чём поможет 7-нм техпроцесс Samsung и последующие техпроцессы. В компании подчёркивают, что это стратегическое партнёрство, позволяющее каждому из участников оставаться на новых рынках на шаг впереди конкурентов.

Если говорить конкретно, то компания ARM для техпроцессов Samsung Foundry 7LPP (7nm Low Power Plus) и 5LPE (5nm Low Power Early) готовит обновлённую платформу Artisan physical IP, в частности — архитектуру ARM Cortex-A76 с частотным потенциалом сверх 3 ГГц тактовой частоты. Платформа Artisan physical IP включает комплекс готовых блоков, «кремниевых» компиляторов и стандартных библиотек элементов, интерфейсов и блоков. Уточним, оптимизированные для работы с линиями Samsung платформы ARM будут подготовлены только в первой половине 2019 года, хотя Samsung начнёт выпуск самостоятельно спроектированных 7-нм чипов ещё до конца текущего года. Завершение разработки Artisan physical IP для 5-нм техпроцесса Samsung также ожидается в первой половине 2019 года.

Для ускоренного вывода новой продукции на рынок будет предложен другой комплект инструментов и решений — ARM Artisan POP IP (Processor Optimization Pack). Платформа ARM Artisan POP IP представляет собой практически готовую к производству продукцию (ядра и процессоры), разработанную инженерами ARM, которая распространяется на правах лицензирования. Заказчик получит новейшие ядра ARM или процессоры под свои нужды, включая поддержку новейшей технологии ARM DynamIQ для объединения в одном процессоре до 8 разнородных ядер. Платформа ARM Artisan POP IP также будет оптимизирована для выпуска на 7-нм и на будущих 5-нм линиях Samsung.

Первый коммерческий сканер ASML для EUV-литографии (NXE:3300B)

Первый коммерческий сканер ASML для EUV-литографии (NXE:3300B)

Отличительной особенностью 7-нм техпроцесса Samsung станет первое в индустрии использование EUV-литографии для создания нескольких критически важных слоёв в чипах. Инструменты ARM помогут разработчикам освоить новые технологии при проектировании и минимизировать уровень ошибок.

TSMC начнёт массовое 5-нм производство в конце 2019 года

TSMC приступила к коммерческому производству чипов с использованием 7-нм техпроцесса FinFET. Кроме того, фабрика намеревается в начале следующего года начать опытное производство по 5-нм нормам, а к концу 2019 или началу 2020 года — приступить к массовому выпуску. В освоение 5-нм техпроцесса TSMC вложит $25 млрд.

Эти заявления сделал исполнительный директор компании Си Си Вэй (C. C. Wei) во время технологической конференции на Тайване, призванной развеять слухи о том, что процент выхода годных кристаллов 7-нм производства TSMC растёт медленнее, чем ожидалось.

На деле же наращивание 7-нм мощностей позволит TSMC увеличить в 2018 году общий объём выпуска до 12 млн кремниевых пластин (в пересчёте на 300-мм), что на 9 % больше результатов 2017 года в 10,5 млн пластин.

Новый председатель совета директоров Марк Лиу (Mark Liu) и исполнительный директор Си Си Вэй (C. C. Wei), фото Maurice Tsai/Bloomberg

Новый председатель совета директоров Марк Лиу (Mark Liu) и исполнительный директор Си Си Вэй (C. C. Wei), фото Maurice Tsai/Bloomberg

Господин Вэй также отметил, что до конца года с использованием 7-нм техпроцесса более 50 чипов достигнут стадии tape-out. Не вдаваясь в подробности о заказах и клиентах, он сообщил, что в основном это будут универсальные процессоры, модули связи 5G, а также процессоры искусственного интеллекта, GPU и криптографические чипы.

Во второй половине 2018 года TSMC также приступит к изготовлению образцов по улучшенным 7-нм нормам с использованием сканеров EUV (фотолитография в глубоком ультрафиолетовом диапазоне) — опытное производство начнётся уже в третьем квартале, — заверил руководитель компании.

Согласно рыночным источникам, главным фактором роста 7-нм производства TSMC в 2018 году станет процессор Apple A12 для будущих смартфонов iPhone. Всего же заказы поступают от двух десятков компаний, включая AMD, Bitmain, NVIDIA и Qualcomm. Большая часть из них начнут отгружаться в первой половине 2019 года.

Новый 300-мм завод Fab 18 в Южно-Тайваньском научном парке будет загружен в 2020 году коммерческим производством 5-нм чипов. По планам, на Fab 18 со временем будут развёрнуты и 3-нм мощности TSMC. «Наши предполагаемые инвестиции в 5-нанометровую технологию составят порядка 700 млрд тайваньских долларов ($24,04 млрд), а конкретно в Fab 18 будет вложено 500 млрд тайваньских долларов», — говорил в январе Моррис Чанг (Morris Chang), который недавно покинул пост председателя совета директоров TSMC.

7-нм EUV-техпроцесс Samsung обеспечит удвоенную энергоэффективность

На днях Samsung подтвердила планы использования сканеров EUV для выпуска DRAM. А во время конференции VLSI раскрыла подробности о своей 7-нм технологии, основанной на EUV. Новая литография предлагает широкий спектр преимуществ для чипов компании, которые, как ожидалось, могут появиться уже в Galaxy S10. Samsung собирается первой на рынке начать применение технологии EUV, сулящей ряд выгод по сравнению с традиционными инструментами, поставляемыми ASML или Nikon.

Первый коммерческий сканер ASML для EUV-литографии (NXE:3300B)

Первый коммерческий сканер ASML для EUV-литографии (NXE:3300B)

Сегодня литографические инструменты используют свет с длиной волны 193 нм. EUV (фотолитография в глубоком ультрафиолете) — следующее поколение инструментов печати чипов, оснащённых сканерами с длиной волны 13,5 нм. Например, новые сканеры уже позволили Samsung создать самые маленькие FinFET-транзисторы в мире. В целом новый 7-нм техпроцесс компании, как сообщает корейский производитель, позволяет на 40 % увеличить плотность логики чипов по сравнению с её 10-нм нормами, используемыми в Snapdragon 845 и Exynos 9810.

Это не единственное преимущество: Samsung говорит о повышении на 70 % точности фотошаблонов, что позволяет сократить количество циклов обработки и, соответственно, заметно снизить себестоимость. По сравнению со 193-нм сканерами новое EUV-оборудование от ASML также помогает быстрее наращивать долю выхода годных кристаллов, что тоже увеличивает экономию.

Уже сейчас корейский гигант добился производства 256-Мбит тестовых кристаллов SRAM с использованием 7-нм норм с долей выхода годных чипов более 50 процентов. Кроме того, компания отпечатала полностью работоспособную 7-нм однокристальную систему с четырёхъядерным CPU и шестиядерным GPU. Samsung говорит, что новые 7-нм нормы EUV обеспечивают рост производительности на 20–30 % или снижение энергопотребления на 30–50 % (то есть до двух раз).

К сожалению, процесс перехода от рискового производства в этом году до полноценной массовой печати кристаллов может занять у Samsung 12 месяцев и даже более. Другими словами, не стоит рассчитывать, что новый флагманский кристалл Samsung, который придёт на смену Exynos 9820, будет произведён с соблюдением 7-нм норм EUV. По-видимому, в Galaxy S10 будет использоваться чип на базе 8-нм LPP техпроцесса Samsung — такой же применяется якобы в производстве Snapdragon 730. Кстати, Samsung подтвердила, что может перевести чипы Qualcomm с 10-нм FinFET-печати на 8-нм техпроцесс, так что вполне можно ждать анонса ряда новых 8-нм процессоров Snapdragon.

Тем временем TSMC придерживается другого подхода в освоении 7-нм норм: тайваньская компания опирается на отработанные литографические инструменты вместо освоения ULV-сканеров. За счёт этого её техпроцесс CLN7FF уже готов к массовому производству, а к концу года ожидается, что количество 7-нм продуктов, достигших стадии tapeout, превысит 50 и будет включать однокристальные системы, серверные CPU, графические и ИИ-ускорители, FPGA и сетевые процессоры. Одним из них выступает, по слухам, Apple A12, который появится в новых iPhone.

Вместо меди кобальт: Applied Materials начала поставки оборудования для выпуска чипов с нормами менее 7 нм

Впервые за 20 лет грядёт изменение базового материала для контактов транзисторов и внутричиповых соединений (проводников и межслойной металлизации). В 1997 году компания IBM вместо алюминия начала использовать медь, что дало прирост производительности транзисторов сразу на 30 %. С тех пор индустрия использует в чипах медные соединения. Для техпроцессов с нормами менее 10 нм медь уже не так хороша, поскольку её электрические характеристики, в частности — сравнительно малое сопротивление, приближается к пределу физических возможностей этого металла.

Составные части производственной платформы Applied Materials для работы с кобальтом вместо меди

Составные части производственной платформы Applied Materials для работы с кобальтом вместо меди

По мере уменьшения размера элементов сопротивление сечения контакта становится слишком велико, чтобы удержать токовые характеристики транзисторов на заданном уровне и, что более важно, ведёт к разбросу параметров транзисторов и к непредсказуемости поведения чипов. Считается, что для меди предел ширины контактной линии равен 12 нм, что соответствует техпроцессу с нормами 3 нм. Контактная линия становится шероховатой (переменной ширины) и вносит в электрические параметры чипов фактор случайности. В качестве альтернативы медным соединениям индустрия видит кобальт, рутений или графен. Институт Imec, например, рассматривает все три варианта для использования с техпроцессами от 3 нм и ниже.

Теория — это хорошо, но практики добрались до 10 нм и начинают осваивать выпуск 7-нм решений. Помочь с устранением «бутылочного горлышка» в виде медных соединений, которые начинают тормозить рост производительности транзисторов, решительно взялась компания Applied Materials. Официальным пресс-релизом Applied Materials сообщила, что она начала поставки промышленного оборудования для выпуска чипов с нормами менее 7 нм с использованием кобальта вместо меди. Замена металлизации из вольфрама и меди в чипах на кобальт позволит увеличить производительность транзисторов на 15 %. По словам компании, это продлит закон Мура и позволит приблизить эру ИИ и Больших Данных.

Пример платформы Applied Materials для обработки кремниевых пластин

Пример платформы Applied Materials Endura для обработки кремниевых пластин

Компания Applied Materials предлагает весь спектр оборудования для работы с кобальтом. Это фирменная платформа Endura, в которую входит оборудование для предварительной сухой очистки кремниевых пластин, камеры вакуумного осаждения из паровой среды и химического осаждения, а также установки для создания атомарных слоёв и последующей полировки пластин. Также набор оборудования для работы с кобальтом включает печи для отжига слоёв (платформа Producer), установки для полировки Reflexion LK Prime CMP и платформу PROVision для проверки качества готового изделия. Всё это замечательно. Настораживает только то, что кобальт существенно дороже меди и пользуется огромной популярностью среди производителей аккумуляторных батарей. Как бы кобальтовые соединения не стали «золотыми».

Computex 2018: AMD показала первый в мире 7-нм GPU, выход — в этом году

AMD на выставке Computex 2018 в Тайбэе порадовала публику не только своим 32-ядерным процессором Threadripper 2. Компания также показала 7-нм графический процессор с архитектурой Vega — первый GPU, который будет построен на столь тонком технологическом процессе. К сожалению, как и ожидалось, речь не идёт о потребительском продукте.

Новый ускоритель станет частью серии Radeon Instinct и, следовательно, будет предназначен преимущественно для использования в серверах и сложных задачах вроде машинного обучения. Исполнительный директор AMD Лиза Су (Lisa Su), впрочем, заверила публику, что 7-нм чипы с архитектурой Navi в настоящее время готовятся к выходу на рынок игровых видеокарт, однако есть все шансы, что мы не увидим их до 2019 года.

AMD также не сообщила особых технических деталей относительно 7-нм Vega, за исключением того факта, что решение наделено 32 Гбайт видеопамяти HBM2. Компания утверждает, что 7-нм техпроцесс позволяет нарастить производительность в 1,35 раза или удвоить энергоэффективность наряду с обеспечением вдвое большей плотности размещения транзисторов на кристалле.

В настоящее время AMD передаёт образцы 7-нм Radeon Instinct избранным клиентам: полноценный запуск продукта для серверов и рабочих станций состоится во второй половине года. Никаких сведений о цене также не было озвучено, но карты Instinct, как правило, весьма дороги (MI25 продаётся за $8330 в Интернете), поскольку предназначены для тяжёлых вычислительных нагрузок.

GlobalFoundries подтвердила, что не сможет обеспечить все 7-нм заказы AMD

Давно не секрет, что компания AMD разделит заказы на 7-нм продукцию между компаниями TSMC и GlobalFoundries. Тайваньский контрактный производитель полупроводников быстрее всех в мире внедряет новейшие техпроцессы и будет готов раньше других удовлетворить потребность AMD в продуктах с использованием самых передовых технологий производства. Однако представители компании GlobalFoundries предпочли иную формулировку тому факту, что AMD снова готова разделить заказы между ней и TSMC. Как сообщил главный технолог GlobalFoundries в интервью сайту EE Times, для удовлетворения всех заказов AMD у компании просто не хватит доступных мощностей.

Более того, компания GlobalFoundries на своих линиях будет внедрять 7-нм FinFET техпроцесс с теми же характеристиками, что и 7-нм FinFET техпроцесс TSMC, включая строение и конфигурацию ячеек SRAM. Это интересно по той причине, что ранее GlobalFoundries собиралась самостоятельно разрабатывать 7-нм техпроцесс. Техпроцесс с нормами 10 нм, как мы знаем, в GlobalFoundries было решено пропустить, а 14-нм FinFET техпроцесс она приобрела у компании Samsung на правах лицензирования.

Идентичность 7-нм техпроцессов GlobalFoundries и TSMC расширит для AMD свободу выбора поставщика и обеспечит стабильный источник 7-нм центральных и графических процессоров. Кроме этого, одинаковые до мелочей техпроцессы освободят AMD от необходимости создавать два отдельных дизайна кристаллов для одних и тех же продуктов. Остаётся открытым вопрос: покупала GlobalFoundries лицензию у TSMC или нет?

Что касается конкретного разделения продукции, то, скорее всего, AMD поступит так же, как и раньше. Процессоры и APU будет выпускать GlobalFoundries, а графические процессоры — TSMC. По мере расширения 7-нм мощностей на линиях GlobalFoundries компания AMD вернёт производство GPU в США. Но это вряд ли произойдёт раньше следующего года.

Производство с нормами 7-нм в этом году компания GlobalFoundries внедрит в ограниченном масштабе и вряд ли будет способна выпускать заметные товарные партии процессоров по заказам AMD. Это также означает, что 7-нм CPU и APU AMD придётся подождать до следующего года. Компания TSMC не занималась выпуском CPU для AMD и маловероятно, что приступит к этому в ближайшем будущем. В то же время, слова главного технолога GlobalFoundries об идентичности 7-нм техпроцессов с TSMC оставляют за собой намёк о возможности выпускать на Тайване (как и в США) и центральные процессоры, и графические. Для нас это окажется приятным сюрпризом, а для Intel обернётся неизбежной потерей доли рынка CPU.

Инструменты Synopsys сертифицированы для проектирования чипов под 7-нм EUV-техпроцесс TSMC

Компания Synopsys сообщила, что пакет её инструментов Synopsys Design Platform сертифицирован для проектирования чипов под производство TSMC с нормами 7 нм FinFET с использованием проекции в сверхжёстком ультрафиолетовом излучении (EUV). Это так называемый техпроцесс TSMC 7N+. В настоящий момент для производства 7-нм FinFET чипов компания TSMC использует иммерсионную литографию и 193-нм сканеры. Техпроцесс с частичным (и сильно ограниченным) использованием EUV-сканеров будет готов к массовому выпуску чипов во второй половине следующего года.

Reuters

Reuters

К моменту сертификации инструментов проектирования Synopsys на соответствие техпроцессу TSMC 7N+ клиентами компании было подготовлено несколько цифровых проектов решений. Иными словами, программы проектирования и библиотеки прошли проверку практикой. Также в комплект Synopsys вошли программы по проверке параметров проектируемых решений до начала производства. Это важно по той причине, что все новые техпроцессы допускают, как минимум, два пограничных режима работы чипов: с пониженным потреблением и с максимальной производительностью. В каждом случае распространение сигнала (частотные характеристики) будут значительно отличаться друг от друга и хорошо бы выявить большинство проблем до получения рабочего кремния.

Первый коммерческий сканер ASML для EUV-литографии (NXE:3300B)

Первый коммерческий сканер ASML для EUV-литографии (NXE:3300B)

Кроме того, пакет Synopsys Design Platform позволяет разрабатывать многочиповые компоновки. Для этого в арсенале компании TSMC предусмотрен техпроцесс Wafer-on-Wafer (WoW). Это даст возможность быстро и в необходимом количестве вывести на рынок сложные комплексные решения в виде расположенных на общей подложке нескольких разноплановых кристаллов, вместо длительного и рискованного проектирования однокристального решения. Совместными усилиями Synopsys и TSMC обещают ускорить появление на рынке продуктов поколения 7N+, что будет с энтузиазмом воспринято разработчиками мобильных устройств.

Техпроцесс с нормами 5 нм станет доступным через два года и надолго

На днях на встрече с инвесторами глава TSMC Моррис Чан (Morris Chang) изложил перспективы внедрения на линиях компании новых техпроцессов. Но разговор он начал с рассказа о темпах адаптации 7-нм техпроцесса. Все выпускаемые решения с использованием 7-нм технологических норм с транзисторами FinFET полностью соответствуют ожиданиям как по электрическим характеристикам, так и по уровню выхода годных изделий.

Reuters

Reuters

Сейчас компания выпускает 18 решений с нормами 7 нм (N7). До конца года TSMC рассчитывает получить дополнительно свыше 50 заказов на выпуск с данными нормами. Это будут мобильные чипы, серверные центральные и сетевые процессоры, решения для игровых платформ, графические процессоры, матрицы FPGA, решения для добычи криптовалюты, автомобильные чипы и решения для искусственного интеллекта. Никаких ограничений по объёмам производства с нормами 7 нм нет.

Расширить успех 7-нм техпроцесса компания намерена с помощью быстрого внедрения улучшенного техпроцесса с нормами 7 нм (N7+). Рынок смартфонов, подчёркивают в TSMC, просто заставит компанию сделать это наибыстрейшим образом. Производство с нормами 7+ нм начнётся во второй половине следующего года. Отличительной особенностью техпроцесса N7+ от N7 станет использование сканеров диапазона EUV для обработки нескольких слоёв в кристаллах.

В компании отмечают, что быстрый переход на техпроцесс N7+ возможен благодаря тому, что 90 % технологических операций с чипами будут теми же самыми, что и в случае 10-нм и 7-нм техпроцессов. Но даже такое небольшое отличие позволит увеличить плотность размещения элементов на кристаллах до 20 % и более чем на 10 % снизит потребление чипов. Проектировщикам решений, кстати, будет очень легко перевести дизайн с техпроцесса N7 на N7+, чем некоторые из клиентов TSMC уже занялись.

Reuters

Reuters

Но самым обнадёживающим заявлением главы TSMC стало подтверждение плановому наступлению на 5-нм техпроцесс (5N). В компании располагают опытными 5-нм 256-Мбит (массивами) микросхемами SRAM. Уровень брака при опытном производстве этих решений снижен на «десятки» процентов. Массовое производство с данными нормами компания начнёт в 2020 году (завод уже строится). Этому также поспособствует вывод EUV-сканеров в ближайшие квартал на ожидаемую отметку мощности излучения, равной 250 Вт, что значительно повысит производительность сканеров. Техпроцесс с нормами 5 нм прибудет в срок и будет иметь долгую производственную жизнь, уверены в TSMC.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Square Enix похвасталась продажами NieR: Automata и обновлённой NieR Replicant 55 мин.
Видео: исследование мира бок о бок с гнилушками в геймплейной демонстрации ПК-версии Kena: Bridge of Spirits 2 ч.
Коллекционное издание Shin Megami Tensei V с сумкой в комплекте появится на территории России 2 ч.
TikTok получил интеграцию со сторонними сервисами 3 ч.
Глава студии-разработчика Abandoned впервые показался на видео — он действительно не Кодзима 3 ч.
Анализ Cyberpunk 2077 на PlayStation 4: стабильные 30 кадров/с, но ценой снижения детализации и количества NPC 4 ч.
Дизайнер Portal теперь будет продвигать облачный гейминг в Microsoft и работать с внешними студиями — в том числе Kojima Productions 4 ч.
В интернет-зависимости сознались больше 40 % жителей России 5 ч.
Microsoft намекнула на добавление детективного экшена Judgment в Xbox Game Pass 5 ч.
Градостроительная стратегия Industries of Titan добралась до Steam, не выходя из раннего доступа 5 ч.
Tesla построила зарядные станции на протяжении его китайского «Шёлкового пути» 7 мин.
ASRock представила мощный и компактный компьютер DeskMini Max с загадочной видеокартой AMD Radeon P120 ITX 24 мин.
Перспективные поезда на магнитной подвеске в Японии могут быть похоронены защитниками природы 29 мин.
Представлен игровой монитор AOC U28G2X с разрешением 4К и частотой обновления 144 Гц 38 мин.
В сентябре SpaceX Starlink сможет обеспечить спутниковое интернет-покрытие по всей Земле 55 мин.
GlobalFoundries решилась на расширение и начнёт с постройки нового завода в Сингапуре 2 ч.
Tesla рассказала о своём ИИ-суперкомпьютере мощностью 1,8 Эфлопс 2 ч.
Xiaomi представила смарт-часы Mi Watch Revolve Active с помощником Alexa и 117 спортивными режимами 2 ч.
Xiaomi захватила треть рынка смартфонов России и обогнала Samsung 3 ч.
Орбиту МКС увеличат почти на 1 км для принятия корабля Boeing Starliner 4 ч.