Полупроводниковая индустрия: переход на техпроцессы 10, 7, 6 и 5 нм


    Полупроводниковая фабрика Samsung в Остине (США)

    Переход с 14 нм на 10 нм станет крупнейшим технологическим скачком в плотности транзисторов за всю историю. Плотность увеличивается сразу в 2,7 раза. Таким образом, закон Мура продолжит своё действие на ближайшие годы. Издание AnandTech собрало воедино информацию о планах различных компаний по строительству заводов нового поколения с техпроцессами 10, 7, 6 и 5 нм.





    Нужно предварительно заметить, что измерение плотности транзисторов по размеру одного транзистора — не совсем корректная метрика. Например, компания Intel подсчитала, что в её 14 нм помещается на 23% больше транзисторов, чем в 14 нм у «других компаний». Такая разница образуется из-за меньшей высоты логической ячейки, меньшего расстояния между затворами и меньшего шага ребра (см. таблицу).



    Например, шаг затвора (gate pitch, расстояние между затворами соседних транзисторов, включая ширину самих затворов) у Intel кардинально меньше, чем у других производителей. На 22-нанометровом техпроцессе оно было примерно таким же, как у конкурентов сейчас на 14/16 нм.



    По шагу межсоединения (interconnect pitch, минимальное расстояние между слоями внутрисхемных соединений) у Intel нет такого кардинального преимущества, но всё равно конкуренты ещё не приблизились к показателю, которого Intel достигла уже на 14 нм.



    Таким образом, «другие фабрики» достигнут «интеловской» плотности транизисторов с опозданием на три года: для этого им нужно внедрить техпроцесс 10 нм, чтобы сравняться с 14 нм у Intel, а сам лидер затем уйдёт далеко вперёд. По крайней мере, такие планы у самой Intel.



    Интересно ещё и то, что нынешняя многократно усовершенствованная технология 14 нм++ третьего поколения у Intel будет лучше, чем первые образцы микросхем на 10 нм. Компания сама признаётся в этом. Ничего не поделаешь — новые технологии ещё нужно обкатать и проверить. То есть фактическое улучшение технологии 14 нм++ мы можем ждать где-то в районе 2020 года, и надеяться тут можно только на Intel, потому что конкуренты технологически отстают, несмотря на заявленные планы 10 и 7 нм (опять же, повторим, это со слов Intel, а каково на самом деле технологическое отставание конкурентов и существует ли оно — неизвестно).



    В самом деле, было бы корректнее считать плотность транзисторов по факту: делить площадь микросхемы на количество транзисторов. Но как это сделать, если сами фабрики пока ещё не начали работать. Анализируя планы компаний, можно только сравнивать между собой сроки строительства, приравнивая одинаковую норму техпроцесса у одной компании с таким же параметром у другой: 14 нм к 14 нм, 10 нм к 10 нм и т. д.

    Издание AnandTech собрало информацию ото всех крупных игроков полупроводниковой промышленности, которые планируют вложиться в модернизацию производства и строительство новых фабрик. Это компании GlobalFoundries (США), Intel (США), Samsung (Южная Корея), Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC, Китай), Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC, Тайвань) и United Microelectronics (UMC, Тайвань). Их планы на ближайшие годы можно суммировать в следующей таблице.



    Как видно из таблицы, GlobalFoundries на ближайший год продолжит производство по техпроцессу 14LPP, но уже в конце 2018 года собирается начать массовое производство чипов 7 нм. Начало массового производство и начало продаж готовых изделий — не одно и то же. Эти два события могут разделять 4-7 месяцев. Сначала GlobalFoundries намерена использовать традиционную литографию глубоким ультрафиолетом (Deep Ultra Violet, DUV), где используются источники света с длиной волны 193 нм, а затем перейдёт на улучшенную технологию EUV (Extreme Ultra Violet) с длиной волны примерно в 20 раз меньше. В таких масштабах длина волны равняется примерно нескольким десяткам атомов, так что EUV открывает принципиально новые возможности в полупроводниковой промышленности.

    Intel начнёт выпуск чипов 10 нм для мобильных устройств уже в этом году, хотя процессоры для настольных компьютеров пока останутся на 14 нм. В конце года планируется наладить производство по третьему поколению 14 нм++. Компания Intel — одна из первых, кто инвестировал в изучение EUV, но она пока не делает конкретных заявлений об использовании этой технологии. Подразумевается, что Intel не будет использовать EUV вплоть до 5 нм.

    TSMC после внедрения 10 нм планирует быстро перейти на 7 нм, а Samsung, наоборот, собирается выпускать микросхемы 10 нм до 2019 года. Плотность размещения транзисторов зависит не только от их размеров, но и от совершенства технологии. Вероятно, 10 нм от Samsung обеспечат примерно такую же плотность, как 7 нм от TSMC. Здесь та же ситуация, как с технологическим превосходством Intel.

    Samsung планирует внедрить литографию нового поколения EUV в 2019-2020 гг для выпуска транзисторов типа CLN7FF+.

    Эксперименты c EUV ведут многие, но никто до сих пор точно не знает, удастся ли оседлать эту продвинутую технологию. Все планы компаний относительно EUV в таблице пока можно расценивать скорее как «желания».
    Поделиться публикацией
    Комментарии 21
      0
      Если судить по КДПВ- залог успеха при производстве чипов, это отсутствие в «чистой зоне» людей…
        +1
        А как они решили проблему перескакивания электронов с одной ячейки в другу.
          0
          Ещё два критерия пропущено.
          1 Новое сложное оборудование, роботизация существенная. ( Пруфы пропущу)
          2 Больше специалистов и меньше рабочих.

          Перераспределение производств, новый раздел рынка производств.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
              0
              Она была прорывной когда начали производить микропроцессоры. Сейчас мы наблюдаем лишь количественное развитие.
                0

                Та кибернетика, ктоторая лженаука не имела никакого отношения к вычислительной технике. Это вобще говоря была всего лишь наука об управлении обществом.
                Только потом к исходному материалу подмешали вычислительую технику, а исходняе основы задвинули в сторону, оставив только идею автоматизации всего. Так что современное победное шествие электроники к той самой "лженауке" имеет лишь слабое косвенное отношение через название.

                  0
                  Та кибернетика, которая лженаука не имела никакого отношения к вычислительной технике.

                  Ну как же не имела. ЭВМ называли электрическими чудищами. Я подозреваю, Сталин роботов не любил из за художественной литературы, авторы надеюсь вам известны.

                  Если невозможно придать роботу свойства человеческого ума, то нельзя ли убедить самого человека в том, что его можно заменить роботом.
                  В Соединённых Штатах существует сейчас целый ряд самых «точных» определений значения и целей пресловутой кибернетики. Но, по сути, они всегда состояли и состоят в том, чтобы маскировать неудачи создателей «думающих» машин, выдавать желаемое за действительное, спекулировать на фактических достижениях современной техники для самой разнузданной и лживой империалистической пропаганды.

                  — «Кибернетка или тоска по механическим солдатам», «Техника — молодёжи», август 1952, стр.34
                    0
                    Ну как же не имела. ЭВМ называли электрическими чудищами

                    И притом в те времена в СССР спокойно строили свои счетные машины. И даже об автоматизации управления подумывали, но, опять же, совсем в ином ключе, нежели "старые кибернетики".


                    Что же до приведенной цитаты, то в ней речь шла именно о думающих машинах, а не о счетных.
                    Современный компьютер со всеми его достижениями думать не может, он только быстро считает. Потому он, кстати, и компьютер, а не какой-нибудь там thinker.
                    Собственно говоря, у советских "кибернетиков" проблемы возникали не на почве разработки автоматических счетных машин, а на почве "идеологически неверной" подборки терминов, что позволяло их заподозрить в симпатии к кибернетике в исходном смысле. А порой их реально ловили именно на размышлениях в русле "старой" кибернетики.
                    Если примитивизировать, то фокус в том, что "старые кибернетики" полагали, что, во-первых, человечеством можно и нужно управлять как сложной машиной, и, во-вторых, что можно создать полноценно думающую машину, что вступало в противоречие с идеологическими установками СССР того времени, которые предполагали, что думает исключительно человек, а машины только облегчают его творческий труд. По сути лженаукой реально было признано только философское теоретизирование на тему управления, и именно за это теоретизирование или подозрение (часто необоснованное) в нем люди попадали под раздачу…
                    Тоже дурь, конечно, тем более, что практика показала существенную близость к истине размышлений именно "старых кибернетиков". В том числе и в плане возможности управления обществом, как показали современные политтехнологии и методы пропаганды, применяемые во всем мире и позволяющие достаточно сильно влиять на общественное мнение, формируя его в угодных властям или (если власти клювом щелкают) их оппонентам рамках.
                    Но смысл этой дури совсем не тот, который пытаются приписать наши современники на основе современного толкования слова "кибернетика".

                      0
                      Счётные ака большие калькуляторы — да, строили
                      А вот проект ОГАС — это была именно кибернетика.
                        0

                        ОГАС начался, когда кибернетика перестала быть лженаукой.

                +6
                Старая картинка, как терялись заводы в эволюции техпроцесса
                image
                  0
                  То есть у АМД нет своих заводов и процессоры им делает Самсунг(или СТМ)?
                    +2
                    Им делает TSMC и Global Foundries
                      +2
                      Собственно, Global Foundries и была создана путём выделения фабрик AMD в отдельную компанию. Поэтому AMD на Global Foundries и пекут свои чипы.
                    +1
                    Какая-то странная картинка. Где TSMC? Проверил первых же пару фактов — у Texas Instruments не просто один завод, а много, даже в Китае. У AMD есть Global Foundries. На IBM вылазит новость о строительстве нового завода в США.
                    +1
                    Похожие публикации
                    Intel promise 10 TB SSD in 2016
                      0
                      «Обещанного три года ждут», ждём в ноябре значит :D
                        0
                        так а чё ждать — уже же есть по 60 Tb SSD накопители — налетай…? :DD
                          0
                          Так-то дата на скрине 2014 год...))
                            +1
                            Да, но через 2+ года от этой самой даты (т.е. к концу 2016 года) SSD емкостью в 10 ТБ уже были (и есть) в продаже. Так что обещанное было выполнено.
                            Цены правда на подобные устройства кусаются зверски, но тут уж что это будет дешево не обещали.
                      +1
                      > Вероятно, 10 нм от Samsung обеспечат примерно такую же плотность, как 7 нм от TSMC. Здесь та же ситуация, как с технологическим превосходством Intel.

                      это неверно, т.к.

                      читаем,
                      http://www.anandtech.com/show/10704/globalfoundries-updates-roadmap-7-nm-in-2h-2018

                      Area Reduction: GlobalFoundries (7nm DUV vs 14LPP) >50%,, т.е. уменьшение размера транзистора в >2 раза

                      Area Reduction: Samsung (10LPE vs 14LPP) > 32%, т.е. уменьшение размера транзистора в >1.5 раза

                      Area Reduction: TSMC (10FF vs 16FF+) >50%, (7FF vs 10FF) >37%,

                      итого, Area Reduction: TSMC (7FF vs 16FF+) >68.5%, т.е. уменьшение размера транзистора в >3 раза

                      т.е. как мы видим, даже 10 nm (не говоря уже про 7nm) техпроцесс TSMC превосходит по прогнозируемым параметрам 10 nm Samsung…

                      аналогично и GlobalFoundries — технологическим донором является та же Samsung…

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое