Pregătește-te pentru jetoane de 14 nm și 16 nm

Săptămâna trecută, am scris despre primele procesoare de aplicație de 20 nm, care vor fi livrate în produse la începutul anului viitor. Dar dacă companiile producătoare de cipuri sunt puțin mai târziu decât m-aș fi așteptat la 20 de nm, intenționează să treacă rapid la următorul nod, cipurile de 14 nm și 16 nm. Nu mă va surprinde dacă vedem foarte puține jetoane de 20 nm și, în schimb, vedem o mulțime de modele sări peste această generație și să treacă direct de la standardele de procese de 28 nm pe majoritatea cipurilor de vârf de astăzi la generația de 14 sau 16 nm.

Desigur, Intel este pe propria cadență, începând cu doi ani să expedieze jetoane de 22 nm, cu jetoane de 14 nm prevăzute pentru disponibilitatea în masă în a doua jumătate a acestui an. În schimb, vorbesc despre cipuri de la firmele de semiconductoare faimoase - toată lumea de la Apple și Qualcomm până la Nvidia și AMD - care folosesc firme de producție cunoscute sub numele de turnătorii - precum TSMC, Samsung și Globalfoundries - pentru a produce efectiv cipul. Toate fundațiile majore folosesc tranzistoare plane tradiționale la 20 nm, în timp ce intenționează să introducă proiecte 3-D sau FinFET la pasul următor, pe care TSMC îl numește 16nm, iar Samsung și Globalfoundries apelează la 14 nm. În ambele cazuri, acest lucru ar implica schimbarea și micșorarea tranzistoarelor în sine, lăsând capătul înapoi la același design ca pentru 20nm, deci este ceva ca un „jumătate nod”, în loc de un contract de generație completă. (Am discutat despre dificultățile cu care se confruntă scalarea cipurilor la începutul acestei luni.)

Marele anunț al săptămânii trecute în această linie a venit de la Samsung și Globalfoundries, care au anunțat că intenționează să colaboreze la producția de 14 nm, astfel încât companiile de design de cip ar putea teoretic să fabrice aceleași modele în fabricile de la oricare dintre companii.

În mod efectiv, acest lucru pare să însemne că Samsung licențează procesul său de 14 nm FinFET către Globalfoundries, ceea ce va permite unui număr mai larg de fabrici să folosească acel proces, creând un concurent mai puternic pentru TSMC, care este principala turnătorie. Cele două grupuri au adesea clienți de vârf, cum ar fi Apple. TSMC și Samsung au arătat cipuri de testare timpurii produse pe procesele lor de 16 și 14 nm la emisiunea ISSCC în urmă cu câteva săptămâni.

Samsung prototipizează 14 milimetri la fabrica sa din GiHeung, Coreea de Sud și va oferi producție la fabricile sale din Hwaseong, Coreea de Sud și în Austin, Texas, în timp ce Globalfoundries îl va oferi în uzina din Saratoga, NY.

În anunț, cele două companii au spus că acest proces va permite cipuri cu o viteză cu până la 20 la sută mai mare folosind aceeași putere sau ar putea rula cu aceeași viteză și ar putea utiliza cu 35% mai puțină putere. (Rețineți că orice producător de cip vorbește despre viteză sau putere, vorbește la nivel de tranzistor; produsele finite sunt adesea destul de diferite.) De asemenea, au spus că acest proces oferă o reducere a suprafeței de 15 la sută asupra tehnologiei planare a industriei de 20 milimetri, o creștere plăcută pentru jumătate -nodul. Samsung a început deja prototiparea și a spus că intenționează să înceapă producția în masă până la sfârșitul anului 2014. (Din nou, rețineți că, de obicei, există un decalaj de câteva luni între momentul în care o turnătorie începe producția în masă și cipurile apar în produsele de larg consum.)

Această primă generație va face parte din procesul Low Power Enhanced (LPE), cu un proces Low Power Plus (LPP) care va oferi un impuls de performanță disponibil în 2015. Globalfoundries ar fi acumulat producția de LPE la începutul anului 2015. Acest lucru este mai târziu decât foaia de parcurs originală, dar cel puțin decalajul dintre acesta și 20nm nu a mai ajuns.

Ambele companii spun că au procesul lor de 20 de milimetri care funcționează pentru produsele de testare acum și se așteaptă ca producția să ramână la sfârșitul acestui an, deși nu am auzit încă produse specifice anunțate. Globalfoundries spune că tehnologia sa de 20 nm oferă o îmbunătățire a performanței de până la 40 la sută și de două ori densitatea poartă a produselor sale de 28 nm, în timp ce Samsung a spus anterior că procesul său de 20 nm este cu 30 la sută mai rapid decât cel de 28 nm.

TSMC spune că a început producția completă de 20 de milimetri și că va înregistra producția de SoC de 20 de mn în a doua jumătate a anului. TSMC a afirmat că procesul său de 20nm poate oferi o viteză de 30% mai mare sau o putere de 25% mai mică decât tehnologia sa de 28 nm, cu 1, 9 ori densitatea. Trecând la 16nm, TSMC planifică procesele 16-FinFET și 16-FinFET Plus și a spus că prima versiune va oferi o îmbunătățire a vitezei cu 30% la aceeași putere. Mai recent, compania a declarat că versiunea Plus va oferi o îmbunătățire suplimentară a vitezei de 15% sau o reducere a puterii de 30% comparativ cu prima versiune (pentru o îmbunătățire a vitezei de 40% și o reducere de 55% a puterii de peste 20 nm). Aceasta va fi urmată de o versiune de 10 nm, prevăzută pentru a începe „producția de risc” (prototipuri timpurii) la sfârșitul anului 2015, cu o îmbunătățire a vitezei de 25 la sută sau o reducere de putere de 45 la sută, comparativ cu versiunea 16-FinFET Plus, împreună cu o 2, 2 X îmbunătățirea densității.

Până în prezent, doar Qualcomm a anunțat un produs major de 20 de milioane, cu primul său modem de 20 de nm, realizat de TSMC, scăzut în produse în a doua jumătate a acestui an, și primul său procesor de aplicații de 20 de milioane - Snapdragon 810 - care vizează transportul produselor în prima jumătate. din 2015. Dar amintiți-vă că este întotdeauna nevoie de ceva timp între când turnăturile spun că sunt în producție în masă până când produsele reale de consum apar în volum.

Colaborarea dintre Samsung și Globalfoundries este interesantă, deoarece amândoi au fost membri ai comunității platformă comună, care sa bazat pe procesele de fabricare a cipurilor de la IBM. Aparent platforma a acoperit tehnologii de la 65 nm la 28 nm, așa că se pare că aceasta este într-adevăr cele două mari companii de producție care se reunesc pe procesul Samsung fără implicarea IBM. Dar atât Samsung cât și Globalfoundries lucrează în continuare cu IBM printr-un grup de cercetare și dezvoltare din Albany, NY, care explorează opțiuni pentru 10 nm și nu numai.

Dacă companiile își pot îndeplini promisiunile, ar trebui să vedem produse de ultimă generație care folosesc cea mai mare parte a 28 de milioane de ani în acest an, 20 de milioane anul viitor, 14 sau 16 nm în 2016 și poate 10 miliarde în 2017. Între timp, Intel spune că fabrică 14 mil. în volum acum și ar trebui să-l vedem în multe produse în a doua jumătate a acestui an, cu 10 mil. urmând doi ani în urmă. Acest lucru ar putea face următorii ani destul de interesanți, deoarece putem observa îmbunătățiri ale puterii și eficienței energetice a produselor noastre în fiecare an.