Теги → finfet
Быстрый переход

За использование FinFET-транзисторов Samsung должна уплатить штраф в $400 млн

По данным источников, в Федеральном суде Техаса жюри присяжных вынесло вердикт о виновности компании Samsung в патентом споре с южнокорейским институтом KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology). Американское подразделение KAIST IP со штаб-квартирой в Далласе подало иск против Samsung о нарушении правил лицензирования передовых технологий. В частности, Samsung якобы незаконно воспользовалась разработками института в области создания вертикальных затворов транзисторов (FinFET).

Структура типичного FinFET транзистора (WikiChip)

Структура типичного FinFET транзистора (WikiChip)

По мнению жюри, Samsung незаконно и умышленно использовала разработки KAIST, за что должна выплатить институту $400 млн. Вместе с Samsung первоначально обвинения были выдвинуты против компаний GlobalFoundries и Qualcomm. Первая была виновна в лицензировании технологии производства с использованием FinFET у компании Samsung, а вторая заказывала продукцию у южнокорейского полупроводникового гиганта. По мнению жюри, GlobalFoundries и Qualcomm в данном случае считаются невиновными.

Иск против Samsung был подан в декабре 2016 года. Представители института заявляли, что Samsung в своё время считала технологию FinFET пустой тратой времени и заинтересовалась ею только тогда, когда компания Intel запатентовала собственные разработки в этой области и начала распространять лицензии на использование вертикальных транзисторных структур.

https://ru.wikipedia.org

https://ru.wikipedia.org

Нам всё это кажется высосанным из пальца, поскольку технологиями FinFET плотно занимались все производители ещё с начала «нулевых» годов. Так, одной из первых опытный выпуск FinFET-структур в 2002 году начала компания AMD на базе центра Калифорнийского университета в Беркли (привет из прошлого компании GlobalFoundries). В этом же году на конференции IEDM о FinFET-транзисторах из трёх рёбер рассказала компания Intel, а IBM сделала доклад на тему вертикальных транзисторных каналов. Компания TSMC также с группой учёных в том же Калифорнийском университете создавала свои FinFET-структуры. Компания Samsung позже включилась в этот процесс, но она активно работала с исследователями IBM, и ей не нужны были разработки KAIST. Собственно, Samsung собирается подать апелляцию на судебное решение, принятое в Техасе.

Samsung объявила о готовности 8-нм LPP техпроцесса

Samsung Electronics объявила о том, что подготовка 8-нанометрового FinFET-техпроцесса под названием 8LPP (Low Power Plus — для энергоэффективных чипов) завершена, и компания готова к началу производства. По словам корейского производителя, 8LPP позволяет на 10 % сократить энергопотребление конечных кристаллов и уменьшить на 10 % их площадь.

Samsung отмечает, что 8LPP даст ощутимые преимущества для мобильного рынка, сектора криптовалют, серверного и сетевого оборудования и других передовых направлений электроники. Вдобавок речь идёт по сути о развитии 10-нм техпроцесса, что позволяет быстро добиться приемлемого уровня выхода годных кристаллов и начать массовое производство.

Вице-президент Samsung Electronics по маркетингу производства чипов Раян Ли (Ryan Lee) отметил, что процесс отладки техпроцесса 8LPP компании удалось осуществить на три месяца раньше запланированного срока. Он также добавил, что это предложение позволит клиентам Samsung добиться существенных конкурентных преимуществ и эффективнее удовлетворять нужды рынка.

Следующим шагом на пути к новому уровню производительности и энергоэффективности для южнокорейской компании станет освоение 7-нм FinFET норм EUV-литографии (на основе излучения света в диапазоне крайних ультрафиолетовых волн), которые требуют более существенных изменений в технологическом процессе производства микрочипов.

SoC Kirin 970 изготовят по 10-нм техпроцессу и дополнят передовой графикой ARM Heimdallr MP

Очередная информационная утечка, ставшая достоянием СМИ, поведала мировой общественности о вероятных характеристиках SoC Kirin 970. Следующее поколение мобильных процессоров разработки Huawei, если опираться на полученные сведения, сможет на равных конкурировать с передовой продукцией Qualcomm и не оставит шанса на равную борьбу чипам MediaTek.

gr.gizchina.com

gr.gizchina.com

Процессор Kirin 970 — «сердце» будущего флагманского смартфона Huawei — будет изготавливаться в соответствии с нормами 10-нм технологического процесса FinFET на производственных мощностях TSMC. В основу новинки ляжет восемь ядер, которые смогут обеспечить недостижимый прежде уровень быстродействия. Разные источники свидетельствуют о различных вариантах компоновки Kirin 970, зато сходятся в едином мнении об использовании конфигурации big.LITTLE. 

Так, по одной из версий, датированной концом прошлого года, Kirin 970 будет насчитывать четыре ядра ARM Cortex-A73 и четыре ARM Cortex-A53. Другой же авторитетный источник посредством социальной сети Weibo опубликовал вчера информацию, согласно которой всеми восемью ядрами окажутся Cortex-A73. 

Чипсет HiSilicon Kirin выглядит примечательным и тем, что ему приписывают передовое графическое ядро ARM Heimdallr MP, которым он сможет похвастаться в числе первых. Вдобавок мобильный процессор обеспечит доступ в Сеть на максимальных скоростях благодаря LTE-модулю Cat.12.

Всё озвученное выше пока не подтверждено официально и может на деле оказаться как основанными на внутренней документации Huawei сведениями, так и простыми догадками. О сроках релиза первого смартфона на базе Kirin 970, роль которого эксперты отводят модели Huawei Mate 10, также не упоминалось представителями китайской компании.

Планы AMD по выпуску CPU: Zen 2, Zen 3, Rome, Milan и EUV

Во вторник корпорация Advanced Micro Devices раскрыла некоторые подробности о планах на ближайшие три–четыре года. Как и предполагалось, компания сконцентрируется на дальнейшем совершенствовании микроархитектуры Zen и полностью перейдёт на использование технологических процессов GlobalFoundries. Что стало неожиданностью, так это отсутствие в планах AMD ARMv8-совместимых процессоров K12, а также отказ компании от раскрытия временных рамок представления продуктов.

Ближайшие планы

В ближайшие кварталы AMD планирует расширить семейство Ryzen, причём как в сторону наиболее высокопроизводительных настольных ПК (процессоры AMD Ryzen Threadripper), так и в сторону настольных и мобильных систем со встроенным в процессор графическим ядром (процессоры, ранее известные как Raven Ridge). Выпуск APU на базе Zen не является сюрпризом и полностью ожидаем, тогда как выпуск конкурента Intel Core i7/i9 Extreme Edition до сих пор никогда не анонсировался.

Планы по выпуску процессоров AMD Ryzen

Планы по выпуску процессоров AMD Ryzen

В данный момент AMD не стремится сообщать подробности о новой платформе Ryzen Threadripper, раскрывая только предельную ключевую характеристику CPU — до 16 ядер общего назначения (что может означать появление моделей с 12, 14 и 16 ядрами). Тем не менее, логично ожидать, что соответствующие процессоры будут нести на борту два соединённых между собой шиной Infinity Fabric кристалла Summit Ridge с 16 x86-ядрами Zen и до 32 Мбайт кеша третьего уровня, четырьмя каналами памяти типа DDR4, 40 линиями PCI Express 3.0 и т. д. AMD не сообщает ни тактовых частот, ни тепловыделения или других характеристик Ryzen Threadripper, но даёт понять, что речь идёт о процессоре для сверхдорогих настольных ПК, что подразумевает возможности разгона.

AMD Ryzen Threadripper

AMD Ryzen Threadripper

AMD планирует объявить подробности о Ryzen Threadripper на Computex 2017 через пару недель, а это может указывать на то, что компания работает с производителями материнских плат и систем охлаждения над экосистемой для нового CPU. Если это правда, то процессоры Ryzen Threadripper появятся в относительно широкой продаже и не станут продукцией для избранных производителей ПК вроде Alienware, Origin, Maingear и других.

Другими интересными изделиями Advanced Micro Devices, которые должны быть выпущены в этом году, станут мобильные процессоры на базе микроархитектуры Zen — AMD Ryzen Mobile. Данное семейство будет рассчитано на широкий спектр мобильных ПК: от ультрапортативных и гибридных систем 2-в-1 до игровых. Учитывая, что требования к подобным ПК слишком сильно разнятся, следует ожидать, что представители семейства AMD Ryzen Mobile будут иметь различное количество x86-ядер и графических кластеров, что подразумевает по меньшей мере два типа кристаллов. Примечательно, что новые APU будут содержать в себе GPU на базе новейшей архитектуры Vega (GCN 1.5).

Производительность AMD Ryzen Mobile

Производительность AMD Ryzen Mobile

Что касается производительности, то AMD говорит о 50-процентном росте скорости вычислений общего назначения и 40-процентном росте скорости обработки графических данных по сравнению с предшествующими APU (видимо, с примерно аналогичным TDP). Если же говорить об энергопотреблении, то AMD указывает на 50 % увеличения энергоэффективности, но опускает иные детали. Принимая во внимание тот факт, что выходящие вскоре APU будут производиться по улучшенному техпроцессу GlobalFoundries 14LPP (в AMD условно называют его «14 nm+») с трёхмерными транзисторами FinFET, в то время как текущие APU производятся по технологии 28 нм с планарными вентилями, существенное увеличение энергоэффективности Raven Ridge по сравнению с Bristol Ridge/Carrizo практически гарантировано.

AMD Ryzen Mobile: что ожидать?

AMD Ryzen Mobile: что ожидать?

В настоящее время производители ПК работают над ноутбуками на базе AMD Ryzen Mobile, которые появятся в продаже во второй половине года. Пока AMD не смогла продемонстрировать одну из таких машин в действии, что говорит о том, что работы начались относительно недавно и сейчас показывать ещё нечего. Тем не менее, компания предъявила фото или рендер эталонного дизайна ноутбука на базе Ryzen Mobile, который выглядит довольно тонким (но без веб-камеры — нереалистично). Судя по всему, можно ожидать, что первые мобильные ПК на основе Ryzen Mobile появятся к католическому Рождеству с более широкой доступностью в 2018 году. Что касается настольных ПК на базе Raven Ridge, то компания не дала конкретных обещаний, но вряд ли они появятся на рынке сильно позже ноутбуков на основе мобильных кристаллов этого семейства.

Перспективы

С появлением ядер Zen компания AMD вернулась на рынок высокопроизводительных процессоров на базе микроархитектуры x86 и в ближайшие годы планирует представить ядра Zen второго и третьего поколений, а также различную продукцию на их основе. Примечательно, что в планах AMD более не значится разработка ARMv8-совместимых решений, будь то серверные системы на кристалле (system-on-chip, SoC) или же ядра K12. Неизвестно, была ли их разработка свёрнута окончательно, или же компания предпочитает не обнародовать информацию о них, но отсутствие каких-либо упоминаний об ARM в документах AMD налицо.

Шина передачи данных Infinity Fabric

Шина передачи данных Infinity Fabric

Помимо микроархитектур для процессоров и графических процессоров, ключевым элементом будущих SoC разработки AMD ближайших лет станет масштабируемая шина передачи данных Infinity Fabric. Протокол Infinity Fabric будет использован как внутри кристаллов, так и для межкристальных соединений в рамках многочиповых модулей, а также и для связи между разными устройствами.

AMD ещё предстоит опубликовать детальные характеристики Infinity Fabric, сегодня же мы знаем о ней следующее:

  • Она базируется на когерентной шине HyperTransport c различными улучшениями;
  • Благодаря совместимости со стандартными интерфейсами она может быть использована для соединения блоков/микросхем от различных производителей;
  • Она обладает низкими задержками (латентностью);
  • Она поддерживает управление питанием (важно для мобильных SoC);
  • Она поддерживает передачу закодированных данных, в также различные QoS-возможности.
Шина передачи данных Infinity Fabric: снаружи и внутри кристалла

Шина передачи данных Infinity Fabric: снаружи и внутри кристалла

Как уже известно, графические процессоры AMD Radeon RX Vega в полной мере поддерживают Infinity Fabric, а потому могут быть установлены в гнёзда для серверных процессоров AMD Epyc подобно процессорам Intel Xeon Phi (однако Vega не сможет запускать ОС). В дальнейшем AMD сможет строить серверные SoC с мощными встроенными GPU на кристалле, если такая концепция будет востребована, но в настоящий момент компания не заявляет о планах создания подобного изделия.

Rome и Milan

В перспективном плане AMD можно заметить серверный процессор Rome на базе архитектуры Zen 2 и произведённый по технологии 7 нм, а также процессор Milan аналогичного назначения на основе ядер Zen 3, произведённый по технологии «7 нм+». Принимая во внимание тот факт, что AMD будет использовать для изготовления Rome и Milan производственные мощности GlobalFoundries, очевидно, что речь идёт о первом и втором поколениях 7-нм техпроцесса GF. При этом стоит помнить, что если первое поколение техпроцесса должно использовать иммерсионную литографию и эксимерный лазер с длиной волны 193 нм (deep ultraviolet, DUV), то второе будет опираться на фотолитографию в глубоком ультрафиолете (extreme ultraviolet, EUV) и лазеры с длиной волны 13,5 нм для критичных слоёв.

Эволюция AMD Zen

Эволюция AMD Zen

Что касается технологии 7 нм DUV, то для неё GlobalFoundries обещает более чем двукратное увеличение плотности транзисторов, более чем 60-процентное снижение энергопотребления (при одинаковой тактовой частоте и сложности) или более чем 30-процентное увеличение производительности (при одинаковом энергопотреблении и сложности). Принимая во внимание улучшения технологического процесса, в идеальном случае AMD может удвоить количество транзисторов в микросхеме по сравнению с текущим поколением чипов без увеличения размера кристалла при одновременном повышении производительности на ватт. Как именно AMD воспользуется увеличившимся транзисторным бюджетом, покажет только время, но логично ожидать от компании как роста количества ядер общего назначения, так и их усложнения, что позволит поднять производительность на такт (instructions per clock), а также увеличить ширину и скорость работы блока с плавающей запятой.

Эволюция AMD Epyc

Эволюция AMD Epyc

Учитывая задержки с внедрением EUV, исполнение планов AMD в значительной мере будет зависеть не только от способности самой компании вовремя подготовить SoC на основе будущих поколений Zen, но также и от способности GlobalFoundries освоить использование EUV-оборудования в срок. Судя по всему, это одна из главных причин, почему AMD не раскрывает планы выпуска новых процессоров хотя бы с точностью до года.

Если всё пойдёт по плану, то изделия на базе Zen 2 могут быть представлены уже во второй половине 2018 года, когда GF начнёт выпуск микросхем с использованием технологии 7 нм первого поколения. Что касается процессоров, производимых по технологии 7 нм с EUV на базе Zen 3, то логично ожидать их появления во второй половине 2019 года, однако учитывая различные проволочки с EUV, первая половина 2020 года кажется более реалистичным сроком.

Новая 12-нм технология TSMC будет доступной небольшим производителям микрочипов

В настоящее время компании-производители микроэлектроники, такие как Intel, Samsung и TSMC, уже освоили технологические процессы с размером транзистора менее 20 нм и не только вплотную подобрались к барьеру 10 нм, но и вовсю пытаются заглянуть за него. Тем не менее, использование продвинутых технологий класса 14/16-нм FinFET доступно только крупным производителям электроники, а заказчики с меньшим масштабом производства и хотели бы воспользоваться всеми достоинствами тонких техпроцессов, но не могут по причине высокой себестоимости разработки и производства таких чипов.

Транзисторы FD-SOI проще обычных планарных

Транзисторы FD-SOI проще обычных планарных

Выход из тупика есть: это технология FD-SOI с размером элемента 12 нм. Разработка и производство с использованием техпроцессов класса FD-SOI существенно дешевле, но основные преимущества FinFET — низкое напряжение питания и высокая экономичность — данная технология сохраняет. Это хорошо понимает конкурент TSMC, компания GlobalFoundries, вложившая средства в разработку техпроцесса 12FDX (более продвинутая версия 22FDX). Данный вариант 12-нм FD-SOI уже используется такими компаниями, как Sony и NXP, и день ото дня список «поклонников» данного техпроцесса увеличивается, прирастая такими именами, как Everspin, QuickLogic и другими. Разумеется, TSMC не хочет терять потенциальных клиентов без боя, отдавая их GlobalFoundries.

Сравнительные характеристики FD-SOI и FinFET

Сравнительные характеристики FD-SOI и FinFET

Согласно имеющимся на данный момент сведениям, компания работает над созданием альтернативы техпроцессу GlobalFoundries, 12-нанометрового процесса FinFET, который должен стать эволюцией уже освоенной технологии 16-нм FinFET. Разрабатываемый техпроцесс берёт своё начало в 16-нм версии FFC (FinFET Compact), а эта версия создавалась специально для производства микрочипов, востребованных производителями мобильных устройств. Она оптимизирована для снижения стоимости и увеличения экономичности конечных устройств. Техпроцесс FFC изначально должен был представлять собой четвёртое поколение 16-нм процессов TSMC, но было решено выпустить его в качестве отдельной технологии. 12-нанометровый вариант FFC должен стать доступным в 2018 году, на год позже классического 10-нм FinFET. Эта технология станет пропуском в мир FinFET для тех, кому такие чипы ранее были не по карману.

Samsung грозит судебное разбирательство в связи с технологией FinFET

Корейский институт передовых технологий (KAIST) обвиняет Samsung в незаконном использовании защищённых технологий при производстве микрочипов.

Samsung

Samsung

Речь идёт о методике FinFET, которая предусматривает использование транзисторов с передовой 3D-структурой. По заявлениям стороны обвинения, эта технология изначально была разработана специалистами KAIST в партнёрстве с профессором Ли Чен-Хо (Lee Jong-ho) из Сеульского университета.

Утверждается, что впоследствии компания Samsung пригласила господина Чен-Хо для проведения презентации на тему FinFET. Это якобы позволило инженерам южнокорейского гиганта в сжатые сроки и при меньших затратах внедрить названную методику на своих предприятиях.

Samsung

Samsung

В KAIST заявляют, что Samsung использует защищённую технологию без разрешения и выплаты отчислений. На этом основании истцы намерены требовать от ответчиков выплаты компенсации.

Более того, под удар попала компания Global Foundries, использующая технологию на условиях лицензионного соглашения с Samsung. Разбирательство также грозит Qualcomm, которая пользуется услугами и Samsung, и Global Foundries. Наконец, говорится о возможности подачи иска против TSMC. 

Samsung первой в отрасли начала выпуск «систем на чипе» по 10-нм технологии FinFET

Компания Samsung сегодня объявила о начале массового производства «систем на чипе» по 10-нанометровой технологии FinFET. Утверждается, что это первые подобные изделия в отрасли.

Отмечается, что производственный процесс предусматривает использование транзисторов с передовой 3D-структурой. Переход от 14-нанометровой технологии к нормам 10 нанометров позволил на 40 процентов снизить энергопотребление.

По сравнению с 14-нанометровой методикой возможно увеличение выпуска микрочипов на 30 процентов в расчёте на одну кремниевую пластину.

Кроме того, внедрение 10-нанометровой технологии позволит повысить быстродействие процессоров. В частности, говорится о возможности увеличения производительности на 27 процентов по сравнению с 14-нанометровыми решениями.

Ранее сообщалось, что именно Samsung будет производить по 10-нанометровой технологии процессоры Snapdragon 830 разработки Qualcomm. Этот чип будет наделён ядрами Kryo 200 и мощным графическим контроллером Adreno 540. Встроенный модем X16 LTE обеспечит максимальную скорость в 980 Мбит/с при загрузке данных. Говорится о поддержке памяти LPDDR4X.

Samsung отмечает, что первые мобильные устройства на основе процессоров, произведённых по 10-нанометровой технологии FinFET, появятся на рынке уже в начале следующего года. Ожидается, что изделия Snapdragon 830 станут «сердцем» флагманских смартфонов Samsung следующего поколения. 

По всей видимости, в перспективе новая производственная методика будет использоваться и при выпуске собственных мобильных процессоров Samsung — чипов семейства Exynos.

Samsung представила 14-нм чип Exynos 7270

Ещё на выставке IFA 2016 мы видели первые устройства на базе нового двухъядерного процессора Samsung Exynos 7 Dual 7270. Теперь южнокорейская компания официально представила свою новинку и заявила о запуске массового производства. Как отмечается, это первый мобильный процессор приложений в отрасли, разработанный специально для носимой электроники и использующий 14-нм технологию FinFET.

Samsung

Samsung

Компания Samsung взяла на вооружение новый 14-нм техпроцесс ещё в 2015 году. Но первыми с конвейера сошли процессоры для смартфонов. С выпуском Exynos 7270 14-нм технология стала доступной и для миниатюрных носимых устройств. Благодаря передовому техпроцессу новые чипы отличаются высокой энергоэффективностью (по этому показателю рост составил 20 % по сравнению с аналогичными моделями на базе 28-нм техпроцесса) и при компактных габаритах отличаются богатой функциональностью. Exynos 7270 включает 4G LTE-модем, модули беспроводной связи Wi-Fi, Bluetooth, FM-приёмник, навигационные функции. В одном чипе удалось разместить логику, оперативную память, NAND-память, схему управления питанием. Чип имеет такую же площадь, как и предшественник, но может похвастаться на 30 % меньшей высотой. Это позволит создавать ещё более тонкие гаджеты.

Samsung

Samsung

Samsung

Samsung

Среди особенностей новинки отмечаются два ядра Cortex-A53 с тактовой частотой 1 ГГц, графика Mali-T720, поддержка qHD-дисплеев, поддержка GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, LPDDR3-память, возможность работы с камерами разрешением до 5 Мп. Все компоненты упакованы в корпус SiP-ePoP площадью 10 × 10 мм. Ознакомительные образцы уже поставляются заказчикам.

GlobalFoundries раскрывает планы на будущее: 7 нм в 2018 году

GlobalFoundries недавно обнародовала первые подробности о своём технологическом процессе следующего поколения — 7 нм, которое начнёт применяться в 2018 году. Первоначально GlobalFoundries продолжит использовать иммерсионную литографию и эксимерный лазер с длиной волны 193 нм (deep ultraviolet, DUV) для производства микросхем по технологии 7 нм, но после может начать применять фотолитографию в глубоком ультрафиолете (extreme ultraviolet, EUV) и лазеры с длиной волны 13,5 нм для критичных слоёв, в случае, если соответствующее оборудование будет готово к коммерческому производству. Принимая во внимание тот факт, что ключевым клиентом GlobalFoundries является Advanced Micro Devices, планы данного контрактного производителя микросхем будут иметь большое значение для рынка персональных компьютеров (ПК). В дополнение к передовой технологии 7 нм GlobalFoundries продолжит совершенствовать свои техпроцессы на основе FD-SOI.

Производственный комплекс GlobalFoundries Fab 8. Фото FinanceFeeds.net

Производственный комплекс GlobalFoundries Fab 8. Фото FinanceFeeds.net

Существенные улучшения по сравнению с 14LPP

GlobalFoundries будет использовать свой технологический процесс 7 нм для производства различных высокопроизводительных микросхем, таких как процессоры, графические процессоры и системы на кристалле (system-on-chip, SoC) для всевозможных областей применения (мобильные устройства, ПК, серверы и т. д. ). Таким образом, целый ряд будущих продуктов AMD будет выпускаться с использованием 7-нм технологий GlobalFoundries (что мы знали из соглашения о поставке подложек, которые компании подписали ранее в этом году). При этом, в отличие от других производителей микроэлектроники, GlobalFoundries пропустит техпроцесс 10 нм, мотивируя это его слабыми преимуществом по сравнению с технологией 14LPP (14 нм, low power plus). Что касается технологии 7 нм DUV, то для неё GlobalFoundries обещает более чем двукратное увеличение плотности транзисторов, более чем 60-% снижение энергопотребления (при одинаковой тактовой частоте и сложности) или же более чем 30-% увеличение производительности (при одинаковом энергопотреблении и сложности). На практике это означает, что в идеальном сценарии GlobalFoundries будет иметь возможность удвоить количество транзисторов в микросхеме без увеличения размера кристалла при одновременном повышении её производительности на ватт. GlobalFoundries планирует продолжить использование текущего оборудования в Fab 8 при производстве микросхем по технологии 7 нм. Тем не менее, следующий техпроцесс потребует новых инвестиций в производственный комплекс, которые составят несколько миллиардов долларов.

Кремниевая пластина. Фото ASML

Кремниевая пластина. Фото ASML

К настоящему времени GlobalFoundries уже начала изготовление тестовых пластин с различными разработками своих клиентов по технологии 7 нм в производственном комплексе Fab 8 около города Мальта (штат Нью-Йорк). Несмотря на то, что компания не сможет использовать свой опыт в освоении 10-нм техпроцесса для 7-нм технологии, в GlobalFoundries говорят, что компания приобрела большой опыт с FinFET-транзисторами при работе с нормами производства 14LPE и 14LPP. Контрактный производитель полупроводников рассчитывает утвердить спецификацию 7-нм техпроцесса во второй половине 2017 года, что может предполагать старт массового производства соответствующих микросхем во второй половине 2018-го. По понятным причинам GlobalFoundries не может определить точно, когда именно она начнёт использование EUV-фотолитографии, но можно с уверенностью сказать, что EUV будет применяться не ранее 2019 года.

Ожидаемые GlobalFoundries улучшения в области производительности, энергопотребления и плотности размещения транзисторов (power, performance, area, PPA) для 7-нм технологического процесса смотрятся весьма достойно. Однако следует отметить, что GlobalFoundries является второй компанией, которая официально подтвердила намерение использовать DUV-литографию для 7-нм техпроцесса. Samsung надеется использовать EUV-литографию для критичных слоёв в случае с 7 нм, чтобы избежать использования многократного экспонирования (multipatterning), которое значительно увеличивает стоимость проектирования и производства и длительность производственного цикла (впрочем, на официальном сайте компания подтверждает лишь факт «оценки перспектив» использования EUV). В Intel также рассматривают возможность использования EUV для технологического процесса с шириной транзисторного затвора 7 нм. Тем не менее, TSMC не боится использования многократного экспонирования и намерена производить полупроводники с использованием технологии 7 нм при помощи иммерсионной фотолитографии во второй половине 2018 года.

Инспектирование подложки с микросхемами

Инспектирование подложки с микросхемами

Как покажут себя 7-нм нормы производства GlobalFoundries и TSMC, будет ясно в ближайшие годы, но следует иметь в виду, что техпроцесс первой «совместим с EUV»: компания сможет начать использование сканеров ASML TWINSCAN NXE для критичных слоёв, как только указанное оборудование будет готово для коммерческого использования (мощность источников излучения составит 250 Ватт, а сами сканеры будут доступны более 80 % времени). Поскольку технология 7 нм с EUV будет использоваться для производства других микросхем, нежели технология 7 нм с DUV, GlobalFoundries не делает секрета, что 7 нм с DUV и 7 нм с EUV являются двумя поколениями одного техпроцесса. Более того, если EUV-сканеры будут готовы к массовому производству уже в 2019 году, то жизненный цикл технологии 7 нм с DUV будет весьма недолгим. К слову, уже сейчас GlobalFoundries использует TWINSCAN NXE и EUV для ускорения производства прототипов определённых интегральных схем для своих клиентов. Иными словами, компания постепенно набирается опыта в использовании EUV.

GlobaFoundries пропустит 10 нм

Анонсировав техпроцесс 7 нм, GlobalFoundries подтвердила слухи о том, что не будет предлагать технологию 10 нм. Судя по всему, тому есть две причины, обе из которых лежат в плоскости PPASC (power, performance, area, schedule, costs). C одной стороны, 10-нм нормы производства не дали бы желаемого технологического эффекта, с другой — график их появления и необходимые инвестиции не обеспечили бы желаемого экономического эффекта.

300-мм подложки, обработанные в производственном комплексе Fab 1 компании GlobalFoundries

300-мм подложки, обработанные в производственном комплексе Fab 1 компании GlobalFoundries

Поскольку технологии производства полупроводников становятся всё более комплексными, обеспечивать постоянные улучшения по всем метрикам PPA становится всё более сложно. Как результат, некоторые технологические процессы используются лишь некоторыми разработчиками на протяжении пары лет, а другие — годами и десятками компаний. GlobalFoundries считает, что техпроцесс 10 нм не обеспечит ощутимого роста производительности, снижения энергопотребления и роста плотности транзисторов по сравнению с технологией 14LPP (которая использует межблочные соединения от 20-нм техпроцесса), а потому станет маловостребованной переходной технологией с коротким жизненным циклом (в последние годы таковыми стали 45-, 32- и 20-нм техпроцессы, которые были использованы единицами разработчиков). Если мы посмотрим на озвучиваемые PPA-улучшения для наиболее продвинутых техпроцессов компаний GF, Samsung Foundry и TSMC последних лет, то мы заметим, что новая технология не принесёт по-настоящему существенных улучшений ни в случае TSMC (мы видели нечто подобное в случае с CLN20SOC), ни в случае Samsung (при этом, следует помнить о том, что технология 14LPP была лицензирована именно у последней), что подтверждает опасения GlobalFoundries.

В какой-то мере ожидания GlobalFoundries, что техпроцесс 10 нм может стать переходной технологией с коротким жизненным циклом, оправданы. На сегодняшний день, менее чем за полгода до старта массового производства (конец 2016 — начало 2017), лишь три клиента TSMC завершили проектирование 10-нм микросхем и отправили их цифровые модели производителю. В случае с технологией 16 нм (CLN16FF) десятки компаний завершили проектирование своих чипов задолго до старта массового производства во второй половине 2015 года. Примечательно, что 10-нм техпроцесс TSMC будет использоваться в основном разработчиками мобильных SoC (читай: Apple, Qualcomm, MediaTek), которым требуется увеличивать количество транзисторов и производительность на ватт каждый год. Такие клиенты меньше обеспокоены производственными затратами и агрессивностью усовершенствований, им требуются новые технологии просто чтобы представлять новые SoC каждый год, как того требует рынок. В то же время, по словам руководства TSMC, технология производства 7 нм будет использоваться многими клиентами компании, в том числе для изготовления микросхем для высокопроизводительных вычислений (впрочем, это не значит, что никто с рынка решений для HPC не будет использовать 10-нм технологию). TSMC планирует начать массовое производство 7-нм чипов в первой половине 2018 года, на несколько месяцев раньше GlobalFoundries. Тем не менее, первый технологический процесс TSMC c EUV (5 нм) появится лишь в 2020 году, таким образом, компания может быть немного позади своего соперника, когда дело дойдёт до следующего поколения литографии.

Samsung продемонстрировала первые пластины, обработанные по технологии 10LPE (10 нм, low power early), в мае 2015 года и обозначила планы по использованию 10-нм техпроцесса для производства коммерческих чипов в конце 2016 года. Кроме того, в ближайшее время компания планирует начать производство микросхем с использованием улучшенной технологии 10LPP с увеличенным частотным потенциалом. Таким образом, за несколько месяцев до выпуска нового поколения смартфонов Samsung Galaxy S8 в первой половине 2017 года, у Samsung будет возможность производить для них 10-нм микросхемы (судя по всему, речь идёт о новых Samsung Exynos и Qualcomm Snapdragon). Поскольку Samsung требуются наиболее передовые SoC для своих смартфонов, неудивительно, что компания готовится развернуть 10-нм производство. Даже в случае, если она не получит множество клиентов на данный техпроцесс, она в любом случае будет нуждаться в продвинутой технологии изготовления микросхем, чтобы сохранять конкурентоспособность с Apple (или даже получить эту компанию в качестве клиента). Кроме того, если Samsung решит, что применение EUV необходимо для её технологического процесса с шириной транзисторного затвора 7 нм, то концерну придётся использовать 10LPP (или более совершенные нормы изготовления) до тех пор, пока сканеры ASML TWINSCAN NXE не будут готовы для массового производства. Отчасти поэтому Samsung не делает конкретных анонсов о времени появления 7-нм техпроцессов (всё, что мы знаем, это то, что они появятся в 2019 году, или позже), а также конкретных планов касательно EUV.

В то же время есть ещё одна причина, почему GlobalFoundries решила пропустить технологический процесс 10 нм. Два года назад компания приобрела активы IBM Microelectronics вместе с командой разработчиков. Естественно, что для интеграции сотрудников IBM в структуры GlobalFoundries потребовалось время, а потому, вместо создания 10-нм техпроцесса (который бы всё равно опоздал), компания решила сосредоточиться на технологическом процессе с шириной транзисторного затвора 7 нм. Последний станет первым техпроцессом, совместно разработанным специалистами их GlobalFoundries и IBM.

Плавный переход к EUV

В настоящее время как производители полупроводников, так и производители оборудования для изготовления микросхем согласны, что EUV потребуется при переходе на более тонкие техпроцессы. Вопрос в том, будет ли готова компания ASML поставлять соответствующие сканеры для норм производства 7 нм или 5 нм. Как следствие, каждый должен принимать решение о том, когда именно начинать использование EUV для критичных слоев.

Фотошаблон Zeiss для производства микросхем с использованием EUV

Фотошаблон Zeiss для производства микросхем с использованием EUV

ASML и Cymer последовательно улучшают свои сканеры и характеристики источников EUV-излучения, тогда как производители полупроводников учатся использовать эти инструменты. До сих пор только TSMC обозначила конкретные сроки начала использования EUV: 2020 год для технологического процесса 5 нм. Хотя Samsung и утверждает, что EUV потребуется для 7-нм производства, компания не раскрывает точного времени старта применения соответствующих инструментов. Аналогично поступает и GlobalFoundries, когда указывает на совместимость 7-нм техпроцесса с EUV оборудованием, но не указывает сроков старта применения TWINSCAN NXE. Intel также взвешивает возможности использования EUV для критичных слоёв в 7-нм микросхемах, но не делает формальных официальных заявлений. Что касается SMIC и UMC, то обе компании пока никак не обозначили планы использования фотолитографии в глубоком ультрафиолете. Кроме того, обеим компания еще требуется догнать своих соперников с FinFET-транзисторами.

Разрабатывая технологический процесс с шириной транзисторного затвора в 7 нм, который «совместим с EUV на ключевых уровнях», что по сути означает два поколения техпроцессов, GlobalFoundries ведёт себя весьма мудро.

  • Во-первых, у компании будет новый 7-нм техпроцесс, готовый к массовому производству во второй половине 2018 года. Это позже, чем начало 7-нм производства у TSMC, но раньше, чем у Intel (которая не без оснований заявляет, что плотность транзисторов у её 10-нм технологии будет похожа на плотность транзисторов у конкурирующих 7-нм решений, а потому формальное отставание не имеет значения), что будет позитивно для AMD и других клиентов GlobalFoundries (впрочем, надо держать в уме, более длительный цикл производства и увеличенную себестоимость микросхем в случае 7 нм и DUV).
  • Во-вторых, как только EUV-оборудование будет готово к массовому производству, у GlobalFoundries будет уже разработанный техпроцесс, совместимый с EUV. При этом большинство слоёв всё равно будут экспонироваться при помощи привычных DUV-сканеров, а значит зрелость «DUV-составляющей» весьма важна.
  • В-третьих, даже если оборудование ASML не будет готово ко второй половине 2019 года (о чём её клиенты узнают задолго до этого срока), GlobalFoundries будет иметь конкурентоспособную технологию производства и время, чтобы разработать новую, с (или без) EUV.

Разумеется, при определенном стечении обстоятельствах GlobalFoundries придётся конкурировать с 5-нм технологией TSMC при помощи 7-нм норм производства в 2020 году. Однако компания сделает всё, чтобы этого избежать.

GlobalFoundries предложит как EUV, так и FD-SOI

GlobalFoundries не кладёт все яйца в одну корзину. Хотя компании Samsung и TSMC разрабатывают версии своих техпроцессов с FinFET-транзисторами с уменьшенной стоимостью производства и сниженным энергопотреблением в попытке привлечь создателей микросхем с небольшими бюджетами, GF планирует продолжать разработку новых технологий с планарными транзисторами с применением подложек FD-SOI (fully depleted silicon-on-insulator, полностью обеднённый кремний-на-изоляторе). Таким образом, для недорогих микросхем с низким энергопотреблением, беспроводными и аналоговыми интерфейсами, компания будет продолжать предлагать техпроцесс 22FDX (28 нм BEOL, 14 нм FEOL разработанные STMicroelectronics), а затем более совершенный 12FDX.

Дифферинцированный подход GlobalFoundries: FinFET, EUV и FD-SOI

Дифферинцированный подход GlobalFoundries: FinFET, EUV и FD-SOI

Поскольку проектирование микросхем на основе планарных транзисторов в разы дешевле проектирования чипов с трёхмерными FinFET-транзисторами, технологии на базе FD-SOI отлично подходят для небольших разработчиков чипов для целого ряда приложений (беспроводные устройства, IoT, 5G и т. д. ). GlobalFoundries позиционирует 22FDX как альтернативу 14/16 нм FinFET-техпроцессам, тогда как 12FDX будет конкурировать против 10-нм, а, возможно, и против суб-10 нм технологий в 2019 году и далее. Samsung, другой производитель микросхем с использованием FD-SOI, обозначил планы добавить поддержку eNVM (embedded non-volatile memory) в техпроцесс 28FDS в 2018 году, но не раскрыл, планирует ли совершенствовать свои FD-SOI предложения в дальнейшем.

Будут ли технологии GlobalFoundries на базе FD-SOI пользоваться спросом — покажет время. Тем не менее, GlobalFoundries и Samsung являются единственными контрактными производителями микросхем, кто планирует предлагать как передовые техпроцессы с FinFET-транзисторами, так и экономичные технологии производства с планарными вентилями и FD-SOI в 2020 году и далее. Кроме того, пока лишь GlobalFoundries обозначила планы по суб-20 нм нормам производства с применением FD-SOI.

ARM и TSMC объединяют усилия в области 7-нм технологии FinFET

Компании ARM и TSMC объявили о заключении нового многолетнего соглашения о сотрудничестве, предусматривающего совместные работы, связанные с внедрением и использованием 7-нанометровой технологии FinFET.

ARM и TSMC уже имеют богатый опыт совместных исследований. Компании, в частности, работали над методиками производства с нормами 16, а затем — 10 нанометров.

Новое соглашение, как сообщается, охватывает разработку ключевых конструкторских решений для однокристальных систем нового поколения, использующих 7-нанометровую технологию FinFET. Такие продукты будут обладать небольшим энергопотреблением и высокой производительностью.

Особо отмечается, что сотрудничество не ограничится одной лишь мобильной сферой. Партнёры намерены развивать направления микрочипов для сетевого оборудования и центров обработки данных. Иными словами, будущие 7-нанометровые процессоры с архитектурой ARM найдут применение в самом широком спектре устройств — от смартфонов и планшетов до операторских платформ и серверов. 

Флагман NVIDIA будет продемонстрирован на GTC 2016

Информации во всемирной Сети о новом поколении графических карт NVIDIA ходит, пожалуй, меньше, нежели о решениях её главного конкурента, Radeon Technologies Group, которая в последнее время активно работает со средствами массовой информации. Тем не менее существуют и довольно активно ходят слухи о том, что флагман семейства Pascal будет выпущен в июне этого года, а продемонстрирован публике в работе — на конференции GTC (GPU Technology Conference), которая пройдёт с 4 по 7 апреля этого года. Как сообщают источники слухов, демонстрация состоится 5 апреля.

Все планы NVIDIA, касающиеся выступлений на GTC, помечены кодом вида X6###, где X — одна или две буквы, цифра 6 постоянна, а ### — меняющееся число. Речь на открытии GTС (opening keynote), которую произнесёт глава NVIDIA Дженсен Хуанг (Jen-Hsun Huang), помечена кодом 699. Не так давно, три недели назад, в базе данных Zauba были замечены четыре различных варианта карт Pascal со следующими серийными номерами:

  • 699-2H403-0201-500
  • 699-1G411-0000-000
  • 699-1H400-0000-100
  • 699-12914-0071-100

Связано ли это как-то с кодами, принятыми на GTC, мы не знаем. Не знают и источники слухов. Вполне возможно, что это не простое совпадение и речь идёт о демонстрации различных моделей Pascal. Сама конференция обещает быть очень интересной: на ней компания впервые покажет графическую архитектуру нового поколения в действии. Напомним, на CES 2016, демонстрируя прототип автомобильного компьютера Drive PX2, NVIDIA установила на него чипы Maxwell, но не Pascal, как ожидалось. Из этого многие сделали выводы, что компания испытывает трудности с массовым производством новых чипов.

У Pascal много достоинств. К сожалению, пока только на бумаге

У Pascal много достоинств. К сожалению, пока только на бумаге

Что касается появления Pascal на рынке, то наши коллеги с ресурса sweclockers.com считают, что первые графические карты NVIDIA на базе новой архитектуры будут анонсированы на выставке Computex 2016, о чём мы сообщали ранее. Эта презентация будет посвящена, главным образом, мобильным решениям для игровых ноутбуков. Ни слова о том, когда мы увидим настольные решения Pascal, источники не говорят. Существует версия, что компания столкнулась с некими трудностями в адаптации Pascal к техпроцесссу TSMC 16-нм FinFET. Это предположение хорошо согласуется с планами запуска первыми именно мобильных, более простых чипов. По всей видимости, настольных Pascal мы не увидим ранее третьего или даже четвёртого квартала этого года. А пока остаётся лишь напомнить, что всё вышенаписанное следует воспринимать с известной долей скептицизма и ждать поступления новой, более точной информации.

Samsung приступила к производству процессоров Qualcomm Snapdragon 820

Компания Samsung объявила о начале массового производства чипов с использованием 14-нм LPP (Low-Power Plus) процесса по технологии 14-нм FinFET второго поколения. Эта технология будет применяться как для производства собственных процессоров Exynos 8 Octa, так и для выпуска конкурирующих процессоров Qualcomm Snapdragon 820. Процессор Snapdragon 820, как ожидается, будет использоваться во многих флагманских смартфонах различных вендоров, выход которых состоится в первой половине 2016 года.

androidpit.de

androidpit.de

Прошлый год был сложным для Qualcomm, во многом из-за проблем с процессором Snapdragon 810, негативно отразившихся на репутации компании, являющейся лидером в разработке чипов для Android-устройств.

Samsung, свою очередь, в начале 2015 года отказалась от использования чипов Qualcomm во многих своих моделях класса high-end в пользу собственных процессоров Exynos, показавших отличные результаты.

Letv Le Max Pro — первый смартфон на Snapdragon 820

Letv Le Max Pro — первый смартфон на Snapdragon 820

Заметим, что не нужно путать бизнес Samsung по выпуску чипов с мобильным производством компании или разработкой собственных процессоров. Южнокорейская компания занимается контрактным изготовлением чипов для других производителей, и её одним из крупнейших заказчиков процессоров для iPhone является компания Apple.

Процессор Qualcomm Snapdragon 820, как ожидается, будет использоваться в некоторых моделях флагмана Galaxy S7. И размещение Qualcomm заказа на изготовление Snapdragon 820 у Samsung отчасти продиктовано надеждой на то, что южнокорейская компания будет использовать этот чип в своих устройствах. С другой стороны, возможность применения 14-нм техпроцесса даёт Samsung преимущество перед традиционным партнёром Qualcomm компанией TSMC. 

Интеграция трёхмерной (3D) FinFET-структуры затвора в транзисторы позволяет добиться значительного повышения производительности и снижения энергопотребления. Новый 14-нм техпроцесс LPP южнокорейской компании обеспечивает до 15 % повышения скорости и 15 % снижения энергопотребления по сравнению с предыдущим 14-нм процессом LPE благодаря улучшениям в структуре транзистора и оптимизации процессов. Кроме того, использование транзисторов FinFET с полным обеднением даёт возможность преодоления масштабных ограничений.

Независимо от причин заключения сделки Qualcomm и Samsung промышленные наблюдатели теперь теряются в догадках, в каких моделях Galaxy S7 можно будет встретить Snapdragon 820.

Производительность NVIDIA Pascal в режиме FP64 превысит 4 терафлопса

Уже прошедшая Supercomputing Conference ’15 продолжает служить источником весьма интересной информации. На этот раз речь пойдёт об одном из самых амбициозных проектов NVIDIA — архитектуре Pascal и процессорах на её основе. Мы намеренно опускаем эпитет «графический», поскольку видеокарты на базе Pascal, конечно, будут выпущены, но станут лишь побочной ветвью, а основной целью NVIDIA является доминирование на рынке супервычислений (HPC), и с учётом этой цели Pascal и разрабатывается. Кроме того, компания поделилась информацией и о будущем наследнике Pascal, проекте Volta.

Уже известно, что процессоры Pascal будут выпускаться с использованием 16-нм технологических норм, и на SC15 NVIDIA подтвердила использование техпроцесса 16-нм FinFET+. О том, на какой именно фабрике будут производиться новые чипы, компания умолчала, но имя главного контрактного поставщика было названо — TSMC. Неудивительно, ведь первые образцы процессора GP100 были получены именно c помощью вышеупомянутого техпроцесса TSMC. Поэтому не исключен сценарий, в котором мы увидим анонс Pascal уже в первой половине 2016 года. Таким образом, ранние предсказания о том, что выпуском Pascal может заняться и Samsung, не оправдались.

Плотность упаковки транзисторов, как мы уже знаем, удвоена в сравнении с Maxwell GM200, так что Pascal будет состоять из примерно 16 ‒ 17 миллиардов активных элементов. В сравнении с технологией 20SoC, техпроцесс 16FF+ может обеспечить до 40 % прироста производительности и до 60 % выигрыша в уровне энергопотребления, что для таких монстров, как GP100, является очень важным фактором. Итак, пока мы знаем о GP100 следующие факты:

  • Поддержка возможностей DirectX 12 уровня 12_1 или выше;
  • Наследник GM200, будет использован в новых флагманских моделях видеокарт;
  • Производится с использованием техпроцесса TSMC 16-нм FinFET+;
  • Состоит из 16 ‒ 17 миллиардов транзисторов;
  • Впервые получен в кремнии ещё в июне 2015 года;
  • Получит 4 сборки HBM2 4-Hi, объём памяти — 16 Гбайт в потребительской версии, 32 Гбайт в профессиональном варианте;
  • Ширина интерфейса памяти 4096 бит;
  • Получит высокоскоростную шину NVLink;
  • Будет поддерживать вычислительные нагрузки смешанного характера: FP16, 32 и 64;
  • Производительность в режиме FP16 вдвое выше, нежели в режиме FP32, полноценная поддержка FP64;
  • Производительность в режиме FP64 свыше 4 терафлопс (см. вышеприведённую диаграмму);
  • Производительность в режиме FP32 свыше 10 терафлопс.

А в следующем поколении процессоров под кодовым названием Volta NVIDIA планирует достичь цифр в районе 7 терафлопс, что очень впечатляет: новейший 14-нм ускоритель Intel Knight’s Landing развивает в режиме FP64 лишь несколько более 3 терафлопс, а самый мощный на сегодня двухпроцессорный ускоритель NVIDIA Tesla K80 — всего 2,91 терафлопса, да и то в турборежиме.

Volta послужит основой для нового поколения сверхмощных суперкомпьютеров, таких, как Summit Supercomputer (Oak Ridge National Laboratory) и Sierra Supercomputer (Lawrence Livermore National Laboratory). Оба проекта рассчитываются на пиковую производительность более 100 петафлопс и будут включать в себя несколько тысяч узлов производительностью более 40 терафлопс каждый.

Несомненно, процессорам Pascal нужна по-настоящему быстрая шина для обмена данными между собой в многочисленных узлах суперкомпьютера или вычислительного кластера. Такую шину GP100 действительно получит. Первое поколение NVLink будет обладать пропускной способностью 80 Гбайт/с, в будущих реализациях NVIDIA надеется увеличить этот показатель до 200 Гбайт/с. Неплохое добавление к уже имеющимся 1 Тбайт/с в случае обмена данным с памятью HBM2. В NVLink будет воплощена концепция унифицированной виртуальной памяти (UVM) с произвольной адресацией. Поскольку пропускная способность NVLink в 5 ‒ 12 раз превысит аналогичный показатель PCI Express, реализация UVM не станет узким местом.

Даже в случае с обычными мощными видеокартами проблема энергопотребления и тепловыделения стоит довольно остро. Но для разработчиков суперкомпьютеров она, наверняка, является одной из тем ночных кошмаров. Быстрая память таким системам просто необходима, но HBM2 в Pascal и Volta при пропускной способности 1,2 Тбайт/с добавляет целых 60 ватт к энергопакету процессора. Даже HBM1, использующаяся в AMD Fiji, и то добавляет 25 ватт к потреблению ядра. В дальнейшем планируется достичь скоростей в районе 2 Тбайт/с, и тут-то и начинается ужас: пропускная способность HBM2 на уровне 2,5 Тбайт/с обойдётся в 120 ватт на процессор, а при повышении ПСП до 3 Тбайт/с этот показатель увеличится до 160 ватт. Умножьте это на количество процессоров в узле и на количество узлов в суперкомпьютере — и будет понятно, какую цену приходится платить за высокую производительность подсистемы памяти.

В ближней перспективе это приемлемо, поскольку HBM2 является на сегодня оптимальным типом памяти для решений такого рода. Но к 2020 году, с появлением новых, ещё более производительных процессорных архитектур, кризис энергопотребления многослойной памяти может обостриться до предела. NVIDIA это понимает, поэтому, по всей видимости, уже ведёт исследования в области создания новой, высокопроизводительной, но при этом экономичной архитектуры памяти. Какой она будет, сейчас сказать крайне сложно. Даже в общих чертах неясно, как сохранить скорости в районе единиц или даже десятков терабайт в секунду и удержать при этом уровень энергопотребления в мало-мальски приемлемых рамках.

Итак, новая архитектура Pascal и первый процессор на её основе, GP100, появится в 2016 году, что официально подтверждено NVIDIA. Насчёт первой половины года заявлений нет, но с учётом всех вышеперечисленных факторов вероятность раннего анонса Pascal довольно высока. Компания также заявила о поддержке широкого спектра платформ — x86, ARM и IBM Power. Для рынка HPC будут выпущены модули Pascal с поддержкой NVLink, в то время, как классические графические карты и серверные ускорители сохранят привычный форм-фактор PCI Express c пропускной способностью до 16 Гбайт/с. Посмотрим, каков будет ответ AMD: её новая «тяжёлая артиллерия» под кодовым названием Arctic Islands, базирующаяся на техпроцессе Global Foundries 14FF и новой версии архитектуры GCN, обещает стать серьёзным соперником Pascal.

TSMC: Мы закончим разработку 10-нм техпроцесса в этом квартале

Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. заморозит разработку технологического процесса 10 нм в этом квартале и начнёт опытное производство микросхем, используя данную технологию, следующей весной. Хотя компания едва ли будет готова начать массовое производство 10-нм систем на кристалле уже в конце следующего года, это не вызовет проблем, поскольку клиенты TSMC не заинтересованы в столь скором использовании технологии.

«Разработка технологического процесса 10 нм идёт по плану», — сказал Марк Ли (Mark Liu), президент и соисполнительный директор TSMC, в ходе телеконференции с инвесторами и финансовыми аналитиками. «В этом квартале мы заморозим техпроцесс и начнём квалификацию технологии. Опытное производство первых продуктов для клиентов начнётся следующей весной».

Ранее в этом году TSMC продемонстрировала 300-мм кремниевую подложку с 256-Мбайт интегральными схемами памяти SRAM, обработанную с использованием 10-нм процесса изготовления полупроводников (CLN10FF). Кроме того, компания успешно произвела аттестационную модель микросхемы (validation vehicle) с четырьмя ядрами ARM Cortex-A57, межблочными соединениями и другими элементами, используя ту же технологию. Судя по всему, технологический процесс 10 нм почти готов, компании остаётся лишь зафиксировать все параметры, чтобы дать возможность клиентам завершить свои проекты.

Микросхемы, произведённые TSMC

Микросхемы, произведённые TSMC

В настоящее время TSMC уже располагает опытной линией производства для своей 10-нм технологии в комплексе Fab 15 (находится около города Синьчжу на Тайване). Как только инженеры компании завершат разработку технологического процесса, клиенты компании смогут закончить свои проекты и начать опытное производство микросхем.

Технологический процесс 10 нм компании TSMC — полностью новая технология производства полупроводников, которая не использует элементов имеющихся технологий. CLN10FF продолжит использовать транзисторы с вертикально расположенным затвором (fin-shaped field-effect transistors, FinFETs).

Согласно планам компании, CLN10FF увеличит плотность транзисторов в 2,1 раза (на 110 %) по сравнению с технологией 16 нм FinFET+ (CLN16FF+), что даст возможность производить с её помощью микросхемы невиданной сложности, с количеством транзисторов от 25 миллиардов и более. По сравнению с CLN16FF+ частотный потенциал чипов, произведённых по CLN10FF, вырастет на 20 % при постоянном энергопотреблении, а потребление энергии упадёт на 40 % при схожей сложности и тактовой частоте микросхемы.

TSMC fab 15

Производственный комплекс TSMC fab 15

Хотя технологический процесс 10 нм компании TSMC почти готов, компания не будет пытаться во что бы то ни стало начать массовое производство соответствующих микросхем как можно быстрее. Учитывая, что от начала производства первых образцов микросхем до их массового изготовления проходит год, то маловероятно, что TSMC сможет начать использовать 10-нм техпроцесс для коммерческих продуктов в конце 2016 г. Если опытное использование технологии начнётся весной 2016 г., то первые массовые 10-нм чипы начнут производиться лишь весной 2017 г.

«Мы говорили, что хотим дать возможность клиентам начать производить [10-нм интегральные схемы] в конце 2016 года», — сказал господин Ли. «Однако первый клиент, который есть у нас, решил пойти по осторожному пути и не стал устанавливать агрессивный план. Они установили свой график [производства] 10-нм [микросхем] в соответствии со своим перспективным планом [по выпуску продукции]. Этот план не менялся, a мы продолжаем разрабатывать технологию, чтобы изготовлять лучшие 10-нм чипы в соответствии с [их] графиком».

Судя по всему, абсолютное большинство клиентов TSMC в ближайшие годы продолжат использовать различные 16-нм технологии производства полупроводников. Флагманские микросхемы будут производиться при помощи технологии 16 нм FinFET Compact (CLN16FFC), а чипы попроще изготовляться при помощи CLN16FF+.

Внутри производственного комплекса TSMC fab 14

Внутри производственного комплекса TSMC fab 14

Судя по комментариям руководства компании, TSMC не планирует создание версии 10-нм технологии производства микросхем, которая бы использовала литографические сканеры, работающие в диапазоне EUV (extreme ultraviolet — излучение с длиной волны 13,5 нм), для критических слоёв. Применение EUV могло бы позволить отказаться от дорогостоящих технологий мульти-паттернинга, что удешевило бы проектирование и производство микросхем. Однако неготовность оборудования ставит крест на подобных планах, которые озвучивались ранее.

Главный конкурент TSMC — Samsung Foundry — также показывала 300-мм подложку, обработанную при помощи 10-нм технологии, ранее в этом году. Согласно публично известным планам компании, Samsung намеревается начать изготовление 10-нм микросхем в конце 2016 г. GlobalFoundries разрабатывает 10-нм процесс производства полупроводников и пока не обнародовала планов по его использованию. Intel планирует начать производство 10-нм микросхем во второй половине 2017 года.

TSMC завершает разработку третьего поколения 16-нм FinFET-техпроцессов

Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. объявила о том, что разработка двух дополнительных технологических процессов, которые базируются на транзисторах с вертикально расположенным затвором (fin-shaped field-effect transistors, FinFETs), почти завершена. Две новые технологии относятся к классу 16 нм и предполагают дальнейшее снижение энергопотребления по сравнению с имеющимися. Кроме того, одна из технологий позволяет уменьшить размеры кристалла.

Ранее известные как 16-нм ULP [ultra-low power], технологические процессы 16 нм FinFET Compact (CLN16FFC) предназначены для производства микросхем со сверхнизким энергопотреблением, высокой плотностью транзисторов и высокой производительностью. Минимальное напряжение питания чипов, построенных при помощи CLN16FFC, будет равняться 0,55 В, что позволит создавать интегральные схемы со сверхнизким потреблением для носимых и Internet-of-things (IoT) устройств. Технологические характеристики CLN16FFC позволят производить с их помощью схемы с большим количеством транзисторов и умеренным энергопотреблением, что будет полезно для сложных мобильных систем на кристалле, графических и центральных процессоров.

Кремниевые подложки с микросхемами, произведённые TSMC

Кремниевые подложки с микросхемами, произведённые TSMC

TSMC предложит клиентам две версии техпроцесса CLN16FFC: одна будет обладать плотностью транзисторов, сравнимой с технологическими процессами 16 нм FinFET (CLN16FF) и 16 нм FinFET+ (CLN16FF+); вторая будет предлагать увеличенную плотность транзисторов, что позволит уменьшить размеры микросхем. Судя по всему, все технологические процессы CLN16FF используют металлические межблочные соединения (back end of line, BEOL), разработанные для 20-нм технологического процесса TSMC (CLN20SOC). Однако в определённых случаях компании удалось добиться увеличения плотности транзисторов за счёт разного рода оптимизаций (в частности, уменьшения размеров ячеек SRAM, допустимых минимальных параметров соединений и т. п.), не влияющих существенно на правила проектирования и технологию изготовления. Тем не менее, чтобы произвести микросхему, спроектированную для CLN16FF+, при помощи новой технологии, некоторые элементы чипов придётся перепроектировать. Помимо прочего, CLN16FFC позволит немного сократить цикл производства FinFET-микросхем, который составляет сейчас 90 и более дней.

«Сегодня мы завершили первый этап [тестирования] CLN16FFC и получили хороший результат», — сказал Марк Ли (Mark Liu), президент и соисполнительный директор TSMC, в ходе телефонной конференции с инвесторами и финансовыми аналитиками. «До конца 2016 года мы произведём в кремнии около 100 проектов от 40 клиентов по техпроцессам CLN16FF+ и CLN16FFC, включая микросхемы для мобильных телефонов, сетевого оборудования, программируемых матриц и графических карт. Мы считаем, что наш 16-нм портфель [технологий], в том числе [технологии] CLN16FF+ и CLN16FFC, является весьма конкурентоспособным».

Специалист TSMC держит в руках фотомаску

Специалист TSMC держит в руках фотомаску

TSMC не раскрывает сроков начала производства микросхем по технологическим процессам CLN16FFC. Учитывая, что набор для проектирования чипов по данному техпроцессу стал доступен в середине этого года, есть вероятность, что первые клиенты смогут получить «компактные» 16-нм схемы изготовленные TSMC в конце 2016 – начале 2017 года.

«Наш первоначальный график [выпуска CLN16FFC микросхем] на самом деле упоминал 2017 год, но мы могли бы ускорить, поскольку сейчас мы имеем две версии CLN16FFC», — сказал Си Си Вей (C.C. Wei), президент и соисполнительный директор TSMC. «Один из них сокращает размеры, второй нет».

В «чистой комнате» производственного комплекса TSMC Fab 14

В «чистой комнате» производственного комплекса TSMC Fab 14

Хотя планы TSMC в области техпроцесса CLN16FFC не до конца ясны, как не полностью понятны технические характеристики технологии, но довольно очевидно, что семейство 16-нм техпроцессов останется на рынке на очень долгий срок. Очень вероятно, что целый ряд клиентов Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. предпочтут использовать в 2017 году опробованные технологические нормы CLN16FFC вместо нового и слабо известного им технологического процесса с транзисторным затвором 10 нм (CLN10FF).

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥