Drumul către procesoare 7nm

Livrarea viitoarei generații de cipuri este din ce în ce mai grea, dar anunțurile din cadrul Reuniunii Internaționale a Dispozitivelor Electronice (IEDM) din această săptămână arată că producătorii de cipuri înregistrează progrese reale în crearea proceselor de 7 nm. În timp ce numerele nodurilor sunt poate mai puțin semnificative decât au fost odată, arată că, în timp ce Legea lui Moore s-ar putea să încetinească, aceasta este încă vie, cu îmbunătățiri majore pe generația actuală de cipuri de 14nm și 16nm. În special, în cadrul conferinței din această săptămână, reprezentanții marilor turnării (companii care fabrică cipuri pentru alte companii) - STMC și alianța Samsung, IBM și GlobalFoundries - și-au anunțat planurile pentru fabricarea de cipuri de 7nm.

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), cea mai mare turnătorie din lume, a anunțat un proces de 7 nm, care a spus că va permite o scalare de 0, 43 ori mai redusă în comparație cu procesul actual de 16 nm, permițând matrițe mult mai mici cu același număr de tranzistoare sau capacitatea de puneți mai mulți tranzistori într-o matriță de aceeași dimensiune. Cel mai important, compania a declarat că aceasta oferă fie un câștig de viteză de 35-40 la sută sau o reducere a puterii de 65%. (Rețineți că aceste cifre se aplică tranzistoarelor în sine; nu este probabil să vedeți multă îmbunătățire a puterii sau a vitezei într-un cip terminat.)

Cel mai impresionant, compania a spus că produce deja un cip de test SRAM de 256 Mbit complet funcțional, cu randamente destul de bune. Pe cip, dimensiunea celulei celui mai mic SRAM de densitate înaltă este de doar 0, 027 µm ² (micron pătrat), ceea ce îl face cel mai mic SRAM încă. Acest lucru indică faptul că procesul funcționează, iar TSMC a spus că lucrează cu clienții pentru a scoate pe piață chipsurile lor de 7nm cât mai curând posibil. Turnarea va începe producția de 10 milimetri în acest trimestru, cu cipuri puse la livrare la începutul anului viitor. Generația de 7 nm este programată să înceapă producția la începutul anului 2018.

Între timp, Centrul Nanotehnologiei Albany (format din cercetători de la IBM, GlobalFoundries și Samsung) a discutat propunerile sale pentru un cip de 7 nm despre care a afirmat că are cel mai strâns pas (spațiul dintre diferitele elemente ale tranzistoarelor) din orice proces anunțat încă.

Alianța a spus că procesul său de 7 nm va produce cele mai strânse gropi de fiecare dată, precum și că va oferi o îmbunătățire substanțială față de procesul pe care l-a dezvăluit acum câțiva ani. Acestea acumulează acum producția de la Samsung, cu cipuri care vor fi disponibile pe scară largă la începutul anului viitor. (GlobalFoundries a spus că va sări peste 10 milimetri și va merge direct la 7 nm.) De asemenea, a spus că noul proces ar putea permite o îmbunătățire a performanței de la 35 la 40 la sută.

Procesul alianței are o serie de mari diferențe față de TSMC și de nodurile anterioare. În special, se bazează pe litografia ultravioletă extremă (EUV) în mai multe niveluri critice ale cipului, în timp ce TSMC folosește instrumentele de litografie de imersiune de 193 nm care au fost folosite de generații, deși cu mai multe modelări multiple. (Multi-patterning înseamnă folosirea instrumentelor de mai multe ori pe același strat, ceea ce adaugă timp și crește defecte; grupul a sugerat că utilizarea litografiei convenționale pe acest proiect ar necesita până la patru expuneri de litografie separate pe unele straturi critice ale cipului.) în consecință, este posibil ca astfel de cipuri să nu fie produse cel mai devreme până în 2018-2019, deoarece instrumentele EUV sunt puțin probabil să aibă randamentul și fiabilitatea necesare până atunci.

În plus, folosește noi materiale cu mobilitate ridicată și tehnici de încordare din siliciu pentru a ajuta la îmbunătățirea performanței.

Atât în ​​proiectele TSMC, cât și în cele de alianță, structura celulară de bază pentru tranzistor nu sa schimbat. Ei folosesc în continuare tranzistoare FinFET și o poartă metalică înaltă / K - marile caracteristici definitorii ale ultimului nod de proces.

Din cauza întârzierilor, Intel a introdus recent o a treia generație a jetoanelor sale de 14 nm, cunoscută sub numele de Kaby Lake, și acum intenționează să o urmărească atât cu un design mobil de 10 nm cu putere mică, numit Cannonlake, care va fi scăzut la sfârșitul anului viitor și încă 14nm. design de desktop cunoscut sub numele de Coffee Lake. Intel nu a dezvăluit încă multe detalii ale procesului său de 10 nm, în afară de a spune că se așteaptă la o scalare mai bună a tranzistorului decât istoricul pe care a reușit-o istoric și că va folosi litografia convențională.

Un lucru de reținut: în toate aceste cazuri, numerele de noduri, cum ar fi 7nm, nu mai au nicio relație reală cu nicio caracteristică fizică din jetoane. Într-adevăr, majoritatea observatorilor consideră că actualul nod TSMC de 16 nm și actualul nod de Samsung de 14 nm sunt doar un pic mai dens decât nodul de 22 nm de Intel, care a început producția cu volum mare în 2011 și sunt în mod notabil mai puțin dense decât nodul Intel de 14 nm, care a început să fie expediat în volum la începutul anului 2015 Cele mai multe predicții spun că viitoarele noduri de 10 nm despre care vorbesc TSMC și Samsung vor fi cu puțin mai bune decât producția de 14 nm a lui Intel - Intel ar putea să recupereze avantajul cu propriul nod de 10 nm.

Desigur, nu vom ști cu adevărat cât de bine funcționează oricare dintre aceste procese și ce fel de performanță și costuri vom primi până când cipurile vor începe să fie livrate. Ar trebui să facă 2017 și dincolo de ani foarte interesanți pentru producătorii de cipuri.

Ce probabilitate ai să recomande PCMag.com?