Техпроцесс 14 нм или 28 нм что лучше: Что такое техпроцесс? — Обзор
почему ИТ-гигант возвращает 22-нм техпроцесс / Хабр
В
одном из наших материаловмы рассказывали, почему производители все чаще откладывают разработку новых техпроцессов. Там мы упоминали, что Intel вновь отложили выход 10-нм чипов — на этот раз до 2019 года. В прошлом месяце стало известно, что компания планирует пойти «дальше» и
вернутсяк 22-нм техпроцессам. Сегодня мы решили обсудить ситуацию, поговорить причинах такого решения и о том, чем это может обернуться для пользователей.
/ фото Fritzchens Fritz PD
Почему так получилось
В Intel планировали выпустить чипы по 10-нм техпроцессу еще в 2016. Но на протяжении последних двух лет компания
регулярнооткладывает релиз. Сейчас дата выхода новых чипов назначена на 2019 год (и остаётся непонятно, на какую его половину). В компании
говорят, что задержка вызвана невозможностью добиться высокого процента выхода готовых процессоров.
Несмотря на то что ИТ-гигант бросил на разработку 10-нм чипов все силы, производственные объемы растут медленно.
Intel выпускают 10-нм микросхемы в небольших количествах. Например, первые процессоры Core i3-8121U выполнены по 10-нм техпроцессу и уже устанавливаются в устройства Lenovo. Однако о широкомасштабном производстве в компании пока не говорят.
Чем это обернулось
Гонка за 10-нм техпроцессом привела к
нехватке14-нм процессоров на рынке. Производители ПК, которые рассчитывали на 10-нм устройства, были вынуждены закупать больше 14-нм решений. Производственные линии ИТ-гиганта оказались неспособны удовлетворить растущий спрос.
В результате цены на процессоры начали расти. Резидент Reddit подсчитал, что за последние месяцы у одного из немецких ритейлеров стоимость процессоров Intel выросла на 25% (третий график).
Оказали влияние на ситуацию и контракты Intel на поставку сотовых модемов для Apple. В частности, последние модели iPhone — XS и XS Max —
имеют модемыIntel PMB9955, которые реализуются на 14-нм техпроцессе. Учитывая, что Apple
продаёт миллионы новых смартфонов ежегодно, производственные мощности Intel оказались серьезно загружены.
Проблема с нехваткой чипов незамедлительно отразилась на расстановке сил на рынке производителей процессоров: Intel и AMD. В июне доля AMD равнялась 45%, в августе — уже 51%, установив количество проданных CPU на рекордной отметке. Неудачи Intel могут сказаться и на рынке в целом.
Аналитики из JP Morgan говорят, что нехватка 14-нм может снизить продажи ПК на 7%.
В Intel уже прорабатывают варианты выхода из ситуации. В частности, компания инвестировала еще один миллиард долларов в производство 14-нм чипов, а также придумала временное решение.
Что будут делать
Компания Intel
решилавернуться к 22-нм техпроцессу. С использованием этого техпроцесса будут выпускать чипсет h410C. Это должно помочь перераспределить нагрузку на производственные мощности.
/ фото Jpogi CC
Плюсом это позволит «ослабить финансовое давление» на бюджет ИТ-гиганта, так как стоимость производства 22-нм микросхем значительно меньше, чем 14-нм. В Gartner подсчитали, что проектирование чипа по 14-нм техпроцессу обходится в 80 млн долларов, а по 28-нм процессу — 30 млн долларов (22-нм, вероятно, будет немного дороже).
Последствия
Производство 22-нм чипсетов позволит компании вернуть себе долю рынка. Эти устройства будут стоить дешевле и, как заявляет производитель,
не сильно потеряютв характеристиках. Поэтому они вполне смогут стать временной альтернативой 14-нм для офисных и домашних ПК.
Отметим, когда Intel объявили, что они все-таки смогут поставить необходимое количество микросхем и удовлетворить спрос, акции AMD упали на 5,2%, а у Intel — выросли на 3,1%. Кроме того, по словам исполняющего обязанности CEO Intel Боба Свона (Bob Swan), у компании достаточно мощностей, чтобы восстановить позиции на рынке до конца года.
P.S. Еще мы пишем об IaaS и не только — в нашем Telegram-канале:
Техпроцесс и его значение, а также про Zen, Polaris и Pascal
В преддверии выхода новых поколений процессов и видеокарт от AMD и NVIDIA стоит разобрать такую важную характеристику чипа, как технологический процесс его производства. Intel уже с 2015 года клепает процессоры на 14 нм техпроцессе, в то время, как AMD и NVIDA используют уже устаревший 28 нм техпроцесс.
Из нашей статьи вы узнаете о том, что такое техпроцесс производства чипа и его влияние на основные характеристики CPU/GPU, а также узнаете ответ на вопрос: «Что лучше: купить сейчас или подождать нового поколения?»
Введение
При анонсе видеоадаптеров Pascal (NVIDIA), Polaris и Zen (AMD) все крупные производители полупроводниковых схем объявили о переходе на новый техпроцесс производства с применением FinFET транзисторов.
Все эти новшества компания Intel использует с поколения Broadwell в 2015 году и менять их на более тонкий техпроцесс в 10 нм не планирует и в следующем после Skylake поколении, кстати про технологии компании Intel можно прочесть здесь.
AMD для своих GPU Polaris и CPU Zen выбрали 14 Нм производства GlobalFoundries и Samsung, что меньше, чем 16 нм от NVIDIA производства TSMC. А про технологии этих компаний можете прочесть по соответствующим ссылкам: AMD, NVIDIA.
Надо заранее отметить, что здесь не будут затронуты всякие тонкости производства транзисторов, здесь вы просто узнаете о значении более тонкого техпроцесса.
Что такое техпроцесс?
Вообще техпроцесс производства полупроводниковых схем подразумевает последовательность различных технологических и контрольных операций. Но почему тогда в графе техпроцесс пишется цифра с обозначением в нанометрах? Просто у фотолитографического оборудования, при помощи которого получают транзисторы, есть разрешающая способность. Чтобы лучше понять это советуем вам посмотреть это видео:
Со временем происходит эволюционное совершенствование этого процесса, что позволяет до сих пор соблюдать Закон Мура.
Интересный факт: Intel Pentium имел техпроцесс в 800 нм, что по современным меркам кажется безумно большой цифрой! И всего лишь 3,1 млн. транзисторов. (У Intel Core i7-5960X 14 нм и 2.6 млрд. транзисторов)
На что влияет техпроцесс?
Недаром же производители гордятся новым достигнутым уровнем этого технологического процесса.
Ведь он дает ощутимые преимущества:
- уменьшение самих транзисторов ведет к увеличению их количества на единице площади, а это увеличение позволяет или поместить на подложку большее число транзисторов, что увеличивает производительность за счет расширения количества вычислительных блоков или уменьшить площадь самой подложки при сохранении прежнего числа транзисторов.
- меньший размер транзисторов позволяет уменьшить их тепловыделение и энергопотребление. Это позволяет или увеличить частоту и количество вычислительных ядер без ущерба тепловыделению или просто уменьшить энергопотребление, что особо удобно для лэптопов.
- вместе с 14 нм техпроцессом часто применяют FinFET транзисторы. Это такие транзисторы, которые имеют трехмерный затвор в форме плавника, что позволяет уменьшить размер транзистора и уменьшить потери тока и задержки. Их бывает несколько видов, но здесь про них рассказано не будет, так что если интересно, то сходите сюда.
- переход на новый техпроцесс требует нового оборудования, что является недешевой операцией.
Это сказывается в первую очередь на цене процессоров. - переход на новую стадию происходит не сразу. Технологию надо обкатать, поэтому первые чипы на новом технологическом процессе могут получаться далеко не с первого раза (влияет на цену). Особенно эта сложность растет с увеличением площади чипа, что не позволяет сразу после презентации нового техпроцесса сразу «лепить» быстрые многоядерные чипы с огромной площадью кристалла. Это в большей степени касается топовых видеочипов, где может применяться до 12 млрд транзисторов!
Это сказывается в первую очередь на цене процессоров.Так чего следует ждать?
Если поразмыслить, то получается, что в этом-следующем году следует ожидать значительного скачка в энергоэффективности, что позволит поднять частоту у топовых чипов и снизить требования к охлаждению у дешевых.
По видеокартам
В этом поколении у AMD с их Polaris (RX 400-серия) есть все шансы составить конкуренцию NVIDA с их Pascal ведь их техпроцесс будет меньше, что может скомпенсировать повышенное тепловыделение карт на архитектуре GCN.
Хотя помимо самого техпроцесса оба производителя представят новую архитектуру, что может продемонстрировать нам новый уровень быстродействия, как никак 4K стандарт набирает свои обороты. Если хотите узнать несколько интересных фактов о вашей видеокарте, то вам сюда.
По процессорам
Что касается процессоров, то здесь AMD обещают нам 40% прирост производительность на такт, что сулит здоровую конкуренцию с Intel, которые последнее время что-то обленились, их 5% прирост в Skylake расстроил многих фанатов. Также с таким скачком в техпроцессе Zen наконец может дать реальное подспорье Intel в энергоэффективности. Старые 28 нм не могли составить никакой конкуренции по этому параметру.
Также на данный момент уже известно, что процессоры Zen не заменят собой FX и Opteron, эти чипы не будут выпускаться далее 2016 года.
На микроархитектуру Zen возлагаются достаточно большие надежды, ведь к ее разработке приложил свою руку Джим Келлер. Он известен, как разработчик, создавший DEC Alpha 64-bit RISC, что затем вылилось в AMD K7.
Им была создана архитектура AMD K8 после чего он ушел из AMD в 1999 году. Теперь же после возвращения в 2012, он вновь покидает «красных».
Просим нас простить за такой небольшой экскурс в историю, может кто-нибудь заинтересуется этой темой.
Выводы
Техпроцесс производства чипа имеет очень большое влияние на такие параметры, как энергопотребление, количество транзисторов и косвенно влияет на производительность.
Кроме апгрейда техпроцесса AMD и NVIDIA демонстрируют и новые архитектуры, что в сумме позволит совершить скачок в энергоэффективности и производительности.
Так что если вас мучает вопрос, о том, стоит ли подождать до новых выхода новых видеокарт и процессоров или покупать здесь и сейчас, мы склоняемся ко второму варианту. Исключение, наверное будет составлять случай с самыми мощными видеокартами, так как из-за большой площади чипа их выпуск может задержаться.
Если вам понравилась наша статья, то можете поделиться ею со своими друзьями в социальных сетях и написать комментарий.
«Российских процессоров хватит для основных потребностей государства» | Статьи
Россия может удовлетворить основные потребности в процессорах самостоятельно уже сейчас, заявил в интервью «Известиям» генеральный директор Baikal Electronics Андрей Евдокимов. Также он рассказал о рисках американских санкций относительно поставок зарубежных компонентов для отечественных компаний, возможностях появления в нашей стране производства ультрасовременных микросхем и шансах РФ стать одним из мировых лидеров в электронной промышленности.
— Сейчас революционными по своей величине считаются чипы на 7 и 5 нм (нанометров). Россия когда-нибудь будет производить такие?
— Все любят писать и говорить про самые передовые технологии 7 и 5 нм, потому что это звучит круто и хорошо рекламируется. Но действительность такова, что даже у 65 нм миллион применений. Взять ту же компанию TSMC — крупнейшего в мире контрактного производителя чипов, у которого сегодня есть фабрики для создания тех самых процессоров по семи- и пятинанометровым технологиям.
Компания продолжает строить фабрики для производства чипов с топологией 180 и 90 нм. И эти линии загружены на 100%.
Фото: baikalelectronics.ru
Гендиректор Baikal Electronics Андрей Евдокимов
— Почему?
— Потому что вся автомобильная электроника, весь интернет вещей, вся бытовая техника и много чего еще — это «толстые» процессоры, производство которых отлажено почти до совершенства и дает долю брака, стремящуюся к 0%. Дешево, понятно, быстро, эффективно. Во всем, что летает в космос, 5 нм и близко нет. Всё, что ездит и плавает, не имеет даже 28 нм. Процессоры на 65 нм очень актуальны до сих пор. Я это к тому, что в случае гипотетической изоляции от производства передовых процессоров российских процессоров хватит для обеспечения самых основных потребностей государства.
— Разработка и производство каких процессоров возможны в России прямо сейчас?
— С микросхемами на 90 нм.
В нанометрах измеряются элементы, составляющие структуру микросхемы процессора: чем меньше элемент, тем больше их можно уместить на площади чипа. У компании «Микрон» есть что-то для производства чипов на 65 нм. Но мы не рассматриваем пока такой вариант, потому что сейчас для наших продуктов эта топология не подходит. Один из наших основных продуктов — процессор Baikal-M — спроектирован с топологией 28 нм. Их производство мы заказываем в Тайване у компании TSMC. По такой же модели сегодня работают Nvidia, AMD, Apple. Можно, конечно, спроектировать Baikal-M и под 65 нм, но тогда он будет дорогим и не столь эффективным.
— Но всё же России нужно стремиться к производству процессоров по семи- и пятинанометровым техпроцессам?
— Нужно стремиться стать частью мира современной микроэлектроники. Представьте себе торт-медовик — много тонких слоев. Разделение труда в микроэлектронной отрасли, во главе которой стоят процессоры, устроено примерно так же.
— Что, например?
— Самое главное, наверное, то, что в прошлом году была утверждена Национальная стратегия развития электронной промышленности до 2030 года. Согласно ей, в России должны появиться фабрики по производству чипов с топологией до 5 нм.
Фото: Global Look Press/Heiner Heine
Один только анонс такого плана улучшает ситуацию, поскольку обращает внимание людей на отрасль.
Подрастающее поколение видит, что это перспективно, и идет учиться по соответствующим профилям. Инженерные специальности снова в моде, микроэлектроника — тоже. Значит, появятся новые инженерные центры, новые образовательные программы. Количество специалистов будет расти. А специалисты для этой отрасли — главный ресурс. Если предел технологического прогресса и будет достигнут, то ограничивающим фактором станут не деньги, а люди.Может быть, стратегия будет эффективной не на 100% и не сделает в момент Россию самой конкурентоспособной в мире, но она всё равно даст многое. Даже если получится фабрика не на 5 нм, а на 16 нм, это будет великолепно. Любая фабрика точно позволит России стать более независимой от иностранной электроники и усилит инженерный потенциал. Дальше появятся стимул и перспективы для поиска своей ниши в полупроводниковой отрасли, которая, напомню, состоит из множества специализаций с критической зависимостью друг от друга. Будет сложно, но я считаю, возможно всё.
— Какие проблемы могут возникнуть на пути к этой цели?
— У нас непростая ситуация с кадрами. Сложные технологии требуют квалифицированных людей с богатым опытом. В России, если мы говорим про программирование, такие кадры есть. Специалистов для физического дизайна микросхем уже меньше. Технологов и инженеров, по нашим ощущениям, совсем мало.
— Приобретение подержанного оборудования упростит путь России к созданию своих фабрик?
— Ничего плохого в этом нет, здесь речь не об автомобиле с моторесурсом. Если при должном обслуживании необходимая России техника работала нормально, то почему бы ее не купить. Подозреваю, что неновый степпер (установка, которую используют при изготовлении полупроводниковых интегральных схем. — «Известия») будет уже очень хорошо настроен и отлажен, что только сохранит время и деньги покупателя. Бывает, целые производственные линии покупают, и ничего — всё работает.
Фото: РИА Новости/Евгений Одиноков
— Не боитесь, что в случае политического обострения Baikal Electronics отлучат от TSMC так же, как раньше отлучили Huawei?
— Это фундаментальный риск, которому подвержены все российские производители чипов. Сделать с этим что-либо сложно, потому что лучшего сервиса, качества и скорости, чем TSMC, вы не получите нигде.
— Кто может стать гипотетической альтернативой TSMC в производстве ваших процессоров на 28 нм?
— Можно попробовать перенести производство Baikal-M, например, на китайскую фабрику SMIC.
Отмечу, что санкции ведь не подразумевают прямой запрет США для TSMC не работать с Huawei. Huawei просто попадает в список организаций, которым запрещена поставка американских технологий, а дальше каждый полупроводниковый производитель на свой страх и риск решает, есть у него американские технологии или нет.
— Учитывая нынешние политические факторы, в России появятся компьютеры и смартфоны на отечественных процессорах?
— Компьютер на российском процессоре? Вот он, я на нем работаю и ничего, даже не ругаюсь (смеется). Серверы? Будут. Ноутбуки? Точно появятся. Мы активно участвуем в реализации всех этих проектов. Смартфоны — это сложный вопрос, так как это очень оптимизированная система. Сейчас создание такой системы в России мне представляется с трудом. Специфический продукт.
— Могут ли компьютеры на «Байкале» через пять лет стоять в магазине рядом с компьютерами на Intel и AMD и конкурировать за внимание рядового пользователя?
— Пока мы не рассматриваем рынок конечного потребителя как целевой.
Но всё может измениться, когда выйдет следующее поколение наших процессоров и мы с нашими партнерами на их базе создадим хорошую оптимизированную рабочую станцию или хороший оптимизированный ноутбук — тогда его можно будет направить в том числе и в консьюмерский (потребительский) сегмент. Пока об этом говорить всё-таки преждевременно, но планы у нас, безусловно, наполеоновские.
Фото: РИА Новости/Алексей Куденко
— А когда ждать новые ноутбуки на ваших процессорах?
— Точно ответить на этот вопрос не могу, но предположу, что новые ноутбуки на процессорах «Байкал» появятся к концу 2022 года. Мы обсуждаем несколько таких проектов на Baikal-M, но пока есть некоторые вопросы, которые нужно решать. В первую очередь это время работы от аккумулятора и внешний вид. В любом случае, думаю, первыми заказчиками этих ноутбуков будут всё-таки госкомпании, а не домашние пользователи.
— Ноутбуки — это самый амбициозный проект Baikal Electronics, над которым компания работает прямо сейчас?
— Самый большой и амбициозный проект — это серверный 48-ядерный процессор Baikal-S.
Для нас он и по значению, и по сложности несравним, например, с Baikal-M Lite — упрощенной, более дешевой версией Baikal-M. Сейчас разработку продуктов на Baikal-S ведут пять российских компаний. В основном это серверы и системы хранения данных в разном формате.
— И всё же, что с Baikal-M Lite, который некоторые ждут из-за его дешевизны?
— Мы сейчас сосредоточены на том, чтобы выпустить свои флагманские продукты из нашей линейки процессоров. В первую очередь получить заказанные нами 130 тыс. штук Baikal-М и запустить производство Baikal-S. Это для нас две равнозначные задачи самого высокого приоритета. Запланированный релиз Baikal-M Lite, скорее всего, будет в 2022 году.
VRT500 — первый российский вертолёт лёгкого класса — Прогресс
Рубрики
КулинарияДети и семьяШоу-бизнесПолитикаЗдоровьеПоказать всеМоя лентаЧАТЫОпросыБлогерыГлас народаПопулярноеОбсуждаемоеПоказать всеМессенджер МТО компанииО редакции ГлагоLНовостиПартнерамРекламодателямОбратная связьПожаловаться на спамСоглашениеМатериал, выбранный редакторами МиртесенБАЗА 211- ВОЕННАЯ ИСТОРИЯVRT500 — первый российский вертолёт лёгкого класса
Материал, выбранный редакторами МиртесенSvadba1000.
ruВажно ли в каком направлении работает психолог?
Материал, выбранный редакторами МиртесенАЛУФЬЕВООбзор трёх сайтов для изучения английского
Материал, выбранный редакторами МиртесенНовые ИзвестияКристаллы белков «Омикрона» будут выращивать на МКС
Материал, выбранный редакторами МиртесенПолитический эксперт рунетаБелки коронавируса отправят на МКС для создания лекарства от COVID-19
Материал, выбранный редакторами МиртесенАвиаторы и их друзьяРоссийский ядерный планетолёт
Материал, выбранный редакторами МиртесенСтройкомплекс МосквыКак выглядят 10 станций нового участка БКЛ метро: видео
Материал, выбранный редакторами МиртесенАбсолютный рейтингНа какие реформы пошел Сталин, чтобы поднять страну после войны
1432
Материал, выбранный редакторами МиртесенBerg PRESSRocket Lab доставила на орбиту пару спутников BlackSky для наблюдения за Землёй в высоком разрешении
Материал, выбранный редакторами МиртесенМировое обозрениеIntel создала исследовательский центр интегрированной фотоники — это нужно для масштабирования вычислений в.
..Материал, выбранный редакторами МиртесенАбсолютный рейтингОт обезьяны? От кого произошел человек по записям древних шумер
107
Материал, выбранный редакторами МиртесенОбщественная служба новостейУченые разработали маску, которая светится при контакте с коронавирусом
Материал, выбранный редакторами МиртесенИнтересно для всех и обо всемВидео: Первый в мире человек, который смог дышать под водой
Материал, выбранный редакторами МиртесенАбсолютный рейтингА ведь они реальные – Атос, Портос, Арамис и Д Артаньян. Какова их судьба
185
Материал, выбранный редакторами МиртесенЛента новостей КрымаНа сайте «Готов к цифре» появился уникальный сервис оценки цифровых компетенций
Материал, выбранный редакторами МиртесенОбщественная служба новостейПсихолог объяснил, как правильно загадывать желания на Новый год
Материал, выбранный редакторами МиртесенАрбузные историиРаздельное питание: основные правила
52
Материал, выбранный редакторами МиртесенПервые новости Севастополя | Телеканал НТСИнтерактивное занятие в рамках федерального проекта «Лаборатория безопасности» прошло в СОШ № 43
Материал, выбранный редакторами МиртесенNational GeographicЗмеи-слепуны: это что за рептилии?
Материал, выбранный редакторами МиртесенОбщественная служба новостейБелки коронавируса отправят для изучения на МКС
Материал, выбранный редакторами МиртесенГазета.
ruСбер представил модель Emojich для создания эмодзи по текстовому описанию
Материал, выбранный редакторами МиртесенАбсолютный рейтингПочему автобиографию Марк Твена рассекретили только сейчас
90
Материал, выбранный редакторами МиртесенФармпром России — новости и событияИммуноонкологические препараты будут разрабатываться с применением ИИ и квантовой физики
Материал, выбранный редакторами МиртесенDon’t Panic MagazineЦиклопия: научная правда о случаях, когда у людей один глаз
Материал, выбранный редакторами МиртесенНепутевые заметкиРоссиян предупредили о скором запуске самой мощной ракеты-носителя
Материал, выбранный редакторами МиртесенАбсолютный рейтингКакой город бывшего СССР древнее даже древнего Рима
35
Материал, выбранный редакторами МиртесенАиФ.ru | Объясняем, что происходитВ Гонконге создали первую в мире сталь с антивирусными свойствами
Материал, выбранный редакторами Миртесентэкно:///блогРосатом создаст в Сербии Центр ядерных технологий
Материал, выбранный редакторами МиртесенАбсолютный рейтингА теперь посчитаем, сколько французов погибло за Гитлера, а сколько — против
423
Материал, выбранный редакторами Миртесенsmi.
todayIntel открыл исследовательский центр фотоники
Материал, выбранный редакторами МиртесенМировое обозрениеНовая зеленая энергетика Китая: ставка на водород и германские технологии
Материал, выбранный редакторами МиртесенАбсолютный рейтинг5 убойных санкций России против Запада. Почему мы их не введем
311
Материал, выбранный редакторами МиртесенПарламентская газетаРусский механик заложил основы роботостроения и кибернетики
Материал, выбранный редакторами МиртесенНовости ТамбоваАдминистрация Тамбовской области и «Цифровая экономика» заключили соглашение о сотрудничестве
Материал, выбранный редакторами МиртесенАиФ.ru | Объясняем, что происходитГД приняла поправки к закону об обращении с радиоактивными отходами
Материал, выбранный редакторами МиртесенСлавянская доктринаЗаконы Вселенной
44
Материал, выбранный редакторами МиртесенГазета.
ruАмериканцы разработают «шепчущий луч» для дистанционной зарядки роя дронов
Материал, выбранный редакторами Миртесен+1Спасать озера Арктики от загрязнений будут при помощи птичьего помета
Материал, выбранный редакторами МиртесенЦарьградС 12 декабря электрички Подмосковья перейдут на новое расписание
Материал, выбранный редакторами МиртесенПолитический эксперт рунетаОдна фраза Леонкова свела к нулю все «ядерные угрозы» американского сенатора Уикера
Материал, выбранный редакторами МиртесенАбсолютный рейтингЧто древние греки и Геродот говорили о тех, кто жил на землях будущей Руси
69
Материал, выбранный редакторами МиртесенЦарьградУчёные выяснили, как себя вёл птерозавр Кецалькоатль
Материал, выбранный редакторами МиртесенГазета.ruРоссийские студенты создали экологичный материал для медицинских перчаток
Материал, выбранный редакторами МиртесенSPLETNIKАнна Кикина первой из российских космонавтов отправится на МКС на корабле Илона Маска: что мы о ней знаем
Картина дня
Как определяются узлы процесса?
В ExtremeTech мы много говорим об узлах процесса, но не часто возвращаемся к тому, что технически представляет собой узел процесса .
Теперь, когда 10-нм узел Intel находится в производстве, а TSMC + Samsung говорит о будущих 5-нм и 3-нм узлах, самое время вернуться к этой теме, особенно к вопросу о том, как TSMC и Samsung сравниваются с Intel.
Узлы процессов обычно именуются числом, за которым следует аббревиатура нанометра: 32 нм, 22 нм, 14 нм и т. Д. Не существует фиксированной объективной связи между какой-либо функцией ЦП и именем узла. Так было не всегда. Примерно с 1960-х до конца 1990-х годов узлы назывались в зависимости от длины их ворот. Эта диаграмма от IEEE показывает взаимосвязь:
Долгое время длина затвора (длина затвора транзистора) и полутона (половина расстояния между двумя идентичными элементами на кристалле) соответствовали имени технологического узла, но в последний раз это было правдой 1997 г. Полутона продолжали соответствовать имени узла в течение нескольких поколений, но больше не связаны с ним в каком-либо практическом смысле. Фактически, прошло очень много времени с тех пор, как наше геометрическое масштабирование процессорных узлов фактически соответствовало тому, как выглядела бы кривая, если бы мы могли продолжить , а на самом деле , уменьшая размеры элементов.
Значительно ниже 1 нм до 2015 года? Приятная фантазия.
Если бы мы выполнили требования к геометрическому масштабированию, чтобы синхронизировать имена узлов и фактические размеры элементов, шесть лет назад мы бы упали ниже 1 нм производства.Числа, которые мы используем для обозначения каждого нового узла, — это просто числа, которые выбирают компании. Еще в 2010 году ITRS (подробнее о них чуть позже) называл технологическое ведро, сбрасываемое на каждом узле, как обеспечивающее «эквивалентное масштабирование». По мере приближения к концу нанометровой шкалы компании могут начать использовать ангстремы вместо нанометров, или мы можем просто начать использовать десятичные дроби. Когда я начал работать в этой отрасли, журналисты чаще всего говорили об узлах процесса в микронах, а не в нанометрах — 0.Например, 18 или 0,13 мкм вместо 180 или 130 нм.
Как рынок раздроблен
Производство полупроводников связано с огромными капитальными затратами и большим объемом долгосрочных исследований.
Средний промежуток времени между внедрением нового технологического подхода в статью и его внедрением в широкомасштабное коммерческое производство составляет порядка 10-15 лет. Десятилетия назад полупроводниковая промышленность осознала, что для всех было бы выгодно, если бы существовала общая дорожная карта для внедрения узлов и размеров функций, на которые будут ориентированы эти узлы.Это позволило бы одновременно развернуть все части головоломки, необходимые для вывода на рынок нового узла. В течение многих лет ITRS — Международная технологическая дорожная карта для полупроводников — публиковала общую дорожную карту для отрасли. Эти дорожные карты рассчитаны на более чем 15 лет и устанавливают общие цели для рынка полупроводников.
Изображение из Википедии
ITRS был опубликован с 1998 по 2015 год. В 2013-2014 гг. ITRS была реорганизована в ITRS 2.0, но вскоре признала, что объем ее полномочий, а именно обеспечение «основного ориентира в будущее для университетов, консорциумов и отраслевых исследователей с целью стимулирования инноваций в различных областях технологий». »Потребовал от организации радикального расширения охвата и охвата.ITRS была упразднена, и была создана новая организация под названием IRDS — Международная дорожная карта для устройств и систем — с гораздо более широкими полномочиями, охватывающими более широкий набор технологий.
Этот сдвиг в масштабах и акцентах отражает то, что происходит в литейной промышленности. Причина, по которой мы перестали привязывать длину гейта или полутона к размеру узла, заключается в том, что они либо перестали масштабировать, либо начали масштабирование намного медленнее. В качестве альтернативы компании интегрировали различные новые технологии и производственные подходы, чтобы обеспечить непрерывное масштабирование узлов.На 40/45 нм такие компании, как GF и TSMC, представили иммерсионную литографию. Двойной узор был введен на 32 нм. Изготовление Gate-last было особенностью 28 нм. FinFET были представлены Intel на основе 22-нм, а остальная часть отрасли — на узле 14/16 нм.
Компании иногда представляют функции и возможности в разное время.
AMD и TSMC представили иммерсионную литографию на 40/45 нм, но Intel подождала 32 нм, чтобы использовать эту технику, решив сначала развернуть двойной узор. GlobalFoundries и TSMC стали больше использовать двойную структуру на 32/28 нм.TSMC использовала конструкцию «последний затвор» на 28 нм, в то время как Samsung и GF использовали технологию «сначала затвор». Но по мере того, как прогресс замедляется, мы наблюдаем, как компании все больше полагаются на маркетинг с большим набором определенных «узлов». Вместо того, чтобы каскадировать по довольно большому числовому пространству (90, 65, 45), такие компании, как Samsung, запускают узлы, которые находятся прямо друг над другом, численно говоря:
Одно из основных различий между TSMC и Samsung на 3-нм технологии: Samsung развернет GAAFET. (Gate-All-Around FETs), а TSMC продолжит использовать FinFET для другого поколения.
Я думаю, вы можете возразить, что эта стратегия продукта не очень ясна, потому что невозможно определить, какие узлы процесса являются усовершенствованными вариантами более ранних узлов, если у вас нет диаграммы.
Хотя имена узлов не привязаны к какому-либо конкретному размеру функции, а некоторые функции перестали масштабироваться, производители полупроводников все еще ищут способы улучшить ключевые показатели. Это настоящее инженерное усовершенствование. Но из-за того, что к настоящему времени получить преимущества сложнее, а разработка занимает больше времени, компании все больше экспериментируют с тем, что называть такими улучшениями.Samsung, например, развертывает гораздо больше имен узлов, чем раньше. Это маркетинг.
Почему люди заявляют, что 10-нанометровый Intel и 7-нанометровый TSMC / Samsung эквивалентны?
Потому что производственные параметры 10-нанометрового процесса Intel очень близки к значениям, которые TSMC и Samsung используют для того, что они называют 7-нанометровым процессом. Приведенная ниже диаграмма взята из WikiChip, но она сочетает в себе известные размеры элементов 10-нм узла Intel с известными размерами элементов 7-нм узла TSMC и Samsung.
Как видите, они очень похожи:
Изображение предоставлено ET, скомпилировано из данных WikiChip
Столбец дельта 14 нм / дельта 10 нм показывает, насколько каждая компания уменьшила масштаб конкретной функции по сравнению с предыдущим узлом.Intel и Samsung имеют более жесткий минимальный шаг металла, чем TSMC, но ячейки SRAM TSMC с высокой плотностью меньше, чем у Intel, что, вероятно, отражает потребности различных клиентов на тайваньском литейном заводе. Между тем ячейки Samsung даже меньше, чем у TSMC. В целом, однако, 10-нанометровый процесс Intel достигает многих ключевых показателей, таких как то, что TSMC и Samsung называют 7-нанометровым.
Отдельные микросхемы могут по-прежнему иметь характеристики, которые отличаются от этих размеров из-за определенных целей проектирования. Информация, предоставляемая производителями по этим числам, относится к типичной ожидаемой реализации на данном узле, не обязательно с точным соответствием для какой-либо конкретной микросхемы.
Были вопросы о том, насколько точно процесс Intel 10 нм + (используемый для Ice Lake) отражает эти цифры (которые, как мне кажется, были опубликованы для Cannon Lake). Верно, что ожидаемые спецификации для 10-нм узла Intel могли немного измениться, но 14-нм + также было отклонением от 14-нм.
Мы еще не знаем, как предстоящий 7-нанометровый процесс Intel будет сравниваться с 5-нанометровыми и 3-нанометровыми технологическими узлами, которые будут доступны от TSMC и Samsung к тому времени, когда узел Intel будет готов.Intel заявила, что хочет вернуть себе лидерство в области производства на 5 нм. В лучшем случае запуск этого узла, вероятно, произойдет в конце 2024 — начале 2025 года.
Собираем все вместе
Лучший способ понять значение нового узла процесса — рассматривать его как общий термин. Когда литейный завод говорит о развертывании нового технологического узла, то, что они говорят, сводится к следующему:
«Мы создали новый производственный процесс с меньшими характеристиками и более жесткими допусками.
Для достижения этой цели мы интегрировали новые производственные технологии.Мы называем этот набор новых производственных технологий узлом процесса, потому что нам нужен общий термин, который позволяет нам уловить идею прогресса и улучшенных возможностей ».
Сейчас прочитано:
17LPV переводит FinFET на 28 нм
Несмотря на то, что большинство дискуссий о производстве микросхем сосредоточено на передовой, невероятно быстрой и сложной стороне отрасли, спрос на «унаследованные» технологические процессы также выше, чем когда-либо, но также по объему намного больше, чем самые последние и самые лучшие.Эти унаследованные процессы составляют основу большей части современной электроники, поэтому возможность предложить эквивалентную технологию по более низкой цене / мощности часто является беспроигрышным вариантом как для производителей, так и для разработчиков микросхем. С этой целью Samsung анонсирует новый 17-нм техпроцесс, разработанный для клиентов, которые все еще используют планарный 28-нм техпроцесс, но хотят воспользоваться преимуществами 14-нм технологии FinFET.
В современной конструкции процессоров узел производственного процесса имеет набор правил проектирования. Чтобы спроектировать микросхему на этом узле, он должен следовать этим правилам проектирования.Обычно эти правила имеют абсолютные пределы для наихудшего случая, но если разработчик микросхемы может воспользоваться ограничениями для оптимизации своего продукта, тогда полезно хорошо знать, что можно, а что нельзя сделать. В результате процесс, подобный 28-нанометровому процессу Samsung, в котором используются планарные транзисторы, будет иметь набор правил проектирования, отличный от 14-нанометрового процесса Samsung, в котором используются транзисторы 3D FinFET. Правила проектирования также принимают во внимание, где разместить питание, возможности подключения, на всем протяжении металлического стека от транзисторов до контактных площадок для упаковки.
Когда дело доходит до производства, на высоком уровне необходимо учитывать два или три основных сегмента. Front-End-Of-Line (FEOL) — это то место, где начинается производство схем, проектирование транзисторов.
Когда мы говорим о передовых технологиях, по сути применяется секция FEOL, потому что нам нужны все более совершенные инструменты для создания все более мелких деталей в кремнии, чтобы получить лучшие транзисторы. После того, как FEOL сделал несколько слоев с транзисторами, пластина перемещается к Back-End-Of-Line (BEOL) для остальной схемы — BEOL заботится о размещении слоев соединительных проводов, питания и все вспомогательные подключения.После BEOL чипы проходят тестирование, нарезку (нарезку кубиками), а затем упаковку.
Иногда термин «середина линии» или «средний конец линии» (MEOL) используется для обозначения микросхем со сквозными кремниевыми переходными отверстиями (TSV), предназначенных для стекирования нескольких микросхем.
На целостном уровне FEOL и BEOL любого технологического узла, скажем 28-нм, имеет 28-нм версию правил проектирования для обоих этих сегментов. Иногда производители комбинируют один набор правил проектирования на FEOL с другим на BEOL, чтобы создать новую линейку продуктов с некоторыми особенностями обоих.
Это то, что Samsung делает со своим новым процессом 17 нм / 17LPV (Low Power Value), анонсированным сегодня в рамках мероприятия Samsung Foundry Forum.
17LPV объединит 14-нм FEOL, а значит, и 14-нм транзисторы FinFET, с 28-нм BEOL для подключения. Это означает, что заказчики могут получить преимущества конструкции FinFET по производительности / мощности за дополнительную плату, без дополнительных затрат на более плотный BEOL. В конечном итоге размер кристалла, вероятно, по-прежнему определяется большим узлом BEOL, но транзисторы с меньшей мощностью, по-видимому, пользуются спросом.Samsung утверждает, что 17LPV снизит площадь кристалла на 43%, производительность на 39% или на 49% повысит энергоэффективность по сравнению с традиционным 28-нм техпроцессом.
Первое приложение для 17LPV будет в процессорах сигналов изображения камеры, как часть портфеля CMOS датчиков изображения Samsung. Эти чипы не обязательно требуют плотности, что делает 17LPV подходящим вариантом, но оптимизированная мощность и стоимость пойдут на пользу специализированной технологии, используемой для стекирования.
Помимо этого, Samsung интегрирует 17LPV в свои предложения для высокого напряжения, ориентируясь на DDIC / драйверы дисплея, которые требуют поддержки высокого напряжения на внутренней стороне в сочетании с улучшениями логики.
Помимо 17LPV, Samsung Foundry создает 14LPU (мы думаем, что это все еще 28 нм BEOL + 14 нм FEOL) или Low Power Ultimate для использования со встроенными MRAM и микроконтроллерами.
Точные масштабы времени этого нового узла в настоящее время не разглашаются, хотя представители Samsung Foundry назвали узел частью «смены парадигмы» внутри компании, когда дело доходит до разработки новых специализированных технологических решений для этих рынков.
MediaTek | Изготовление
То, как производятся наборы микросхем, может существенно повлиять на производительность.
Использование новейших процессов производства процессоров может означать более тонкие, быстрые и энергоэффективные смартфоны для потребителей, а также большую гибкость конструкции для производителей.
MediaTek уже давно является лидером в использовании передовых процессорных технологий.Сжатие миллиардов транзисторов в микросхему размером с миниатюру
Исторически сложилось так, что процессоры работают лучше и снижают энергопотребление, если они построены на базе микросхемы с постепенно сокращающимися производственными процессами.Это происходит из-за уменьшения физического расстояния между транзисторами, размера затвора транзистора и величины тока, необходимого для переключения затвора. По мере того, как транзисторы становятся все мельче и плотнее упакованы, пороговые и активные напряжения могут быть снижены, что позволяет экономить электроэнергию.
MediaTek снова присоединяется к ведущей мировой литейной компании TSMC в области 10-нм технологий. TSMC — давний технологический партнер MediaTek и выдающийся лидер в разработке и продвижении производственных технологий. Его 10-нм техпроцесс основан на новом поколении высокопроизводительных маломощных транзисторов 3D FinFET.
10-нм техпроцесс обеспечивает масштабирование матрицы на 50% с балансом увеличения скорости до 20% или снижения мощности на 40% по сравнению с 16FF + и обеспечивает «самую высокую плотность шага контакта на сегодняшний день в отрасли», согласно TSMC.
Семейство продуктов MediaTek Helio X30 предоставляет пользователям новейшие функции, преимущества производительности и энергоэффективности в смартфонах halo.
Среди продуктов класса 16/14 нм — новая 12-нм технология от TSMC, которая используется в семействе продуктов MediaTek Helio P30. 12-нанометровая технология FinFET Compact (12FFC) обеспечивает максимальную плотность затвора и обеспечивает лучшую производительность среди отраслевых предложений класса 16/14 нм.
По сравнению с 20-нм техпроцессом SoC TSMC, его класс 16/12 нм на 50% быстрее и потребляет на 60% меньше энергии при той же скорости.
Высокоинтегрированный и доступный
MediaTek также использует передовые 16-нм технологии FinFET TSMC в своих продуктах.Это снова позволяет нам привнести в устройства высокоинтегрированный набор функций с невероятной производительностью и энергоэффективностью. Это включает повышение производительности до 65% по сравнению с технологией 28 л.с. / мин или снижение утечки мощности на 30-50% при сохранении той же производительности.
Семейство MediaTek Helio P20 пользуется преимуществом 16-нм FinFET +, позволяя воплотить в жизнь тонкие, но при этом высокопроизводительные и многофункциональные смартфоны.
Первые в мире трехкластерные процессоры
TSMC 20-нм техпроцесс — это самый компактный, коммерчески жизнеспособный планарный транзисторный процесс, доступный в настоящее время, дающий все преимущества по стоимости разработки «традиционных» 2D-транзисторов, при этом обеспечивая при этом высокую энергоэффективность и производительность.
Семейство MediaTek Helio X20 использует этот процесс для создания первых в мире продуктов с трехкластерными процессорами с расширенными, высокоинтегрированными функциями, которые по-прежнему обеспечивают невероятные возможности для смартфонов Android.
20-нанометровый техпроцесс обеспечивает в 1,9 раза большую плотность, до 25% меньше энергии и до 30% более высокую производительность по сравнению с 28-нанометровыми технологиями.
Удивительные Android-устройства по доступной цене
Для массовых продуктов Android-смартфонов MediaTek разработала ряд продуктов начального и массового производства, в которых используются различные экономичные, но высокопроизводительные 28-нанометровые процессы, предлагаемые TSMC.
В зависимости от требований предполагаемого приложения, они включают в себя специально разработанные процессы для повышения энергоэффективности, производительности и экономической эффективности.
Часть 1: В этом году обострится гонка за производство 14 нм полупроводников Вопрос: Чему в точности соответствует размер 14 нм? (1/3) | Серия отчетов 04: Полупроводниковые технологии сейчас
Заголовки последних технических новостей часто содержат ссылки на 14- и 16-нм процессы.«Intel начнет литейный бизнес, начиная с 14-нм продуктов», «Samsung выдаст лицензию на 14-нм техпроцесс американским производителям микросхем» и «TSMC начнет производство устройств с 16-нм техпроцессом с повышенным риском». Но что на самом деле означают размеры 14 нм и 16 нм? Можно представить, что они относятся к минимальной ширине линии или минимальному размеру обработки, и это было бы правильным предположением еще несколько лет назад, но не сейчас, потому что недавний прогресс в масштабировании чипа значительно усложнил ситуацию.Чему же тогда соответствуют эти размеры?
Последовательные поколения ИС достигли все более низкого энергопотребления и более высоких скоростей обработки за счет уменьшения ширины линии и размера схемы, тем самым размещая больше транзисторов на кристалле.
В результате количество транзисторов на кристалле постоянно увеличивается в соответствии с законом Мура (знаменитое предсказание, согласно которому количество транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые 18–24 месяца). Минимальная ширина линии ИС первого поколения составляла 10 мкм, которая становилась уже с каждым новым технологическим узлом (7 мкм, 5 мкм, 3 мкм, 2 мкм, 1 мкм).3 мкм, 1 мкм, 0,7 мкм, 0,5 мкм, 0,3 мкм, 0,2 мкм, 0,13 мкм), пока единица «мкм» не стала неудобной и не была заменена на нм (1 нм = 1/1000 мкм). Минимальная ширина линии сокращалась примерно в 0,7 раза на технологический узел, с 90 нм до 65 нм, 45 нм, 28 нм и 20 нм, достигая сегодняшнего узла 16/14 нм. Любопытно, однако, что минимальный размер обработки микросхем в последнем 14-нм узле значительно короче 14 нм. Фактически, традиционное понятие узла процесса теряет свой смысл.
, разработанная в рамках глобального отраслевого сотрудничества
Стремясь предсказать тенденцию масштабирования полупроводников на период до 15 лет в будущем, Ассоциация полупроводниковой промышленности (SIA) сотрудничает с ассоциациями полупроводниковой промышленности по всему миру, включая Японскую ассоциацию производителей электроники и информационных технологий (JEITA).
SIA обобщает результаты в виде Международной дорожной карты технологий для полупроводников (ITRS), которая обновляется каждый год. В таблице 1 показан отрывок из таблицы характеристик технологий дорожной карты в редакции 2013 г. (выпущенной в апреле 2014 г.).
ITRS использует половину шага как индикатор масштабирования полупроводников (рис. 1). Шаг относится к минимальному межцентровому расстоянию между соединительными линиями. Поскольку половина шага приближается к минимальной ширине линии, она традиционно используется в качестве индикатора уровня интеграции ИС.В динамической памяти с произвольным доступом (DRAM) половина шага между металлическими линиями в самом нижнем слое межсоединений (называемом слоем Metal 1 или M1) используется в качестве индикатора масштабирования, также известного как технологический узел (рис. 1, слева). В логических устройствах, таких как микропроцессорные блоки (MPU) и специализированные интегральные схемы (ASIC), также половина шага между линиями Metal 1 используется в качестве индикатора уровня масштабирования.
В устройстве флэш-памяти половинный шаг строк слов (используемый для идентификации отдельных ячеек памяти в матрице) служит индикатором уровня масштабирования (рис.1, справа). Как показано на рисунке, линии DRAM, MPU и ASIC имеют в себе контактные отверстия для соединения линий с подложкой или верхним слоем, в то время как словарные шины в устройстве флэш-памяти не имеют никаких контактных отверстий. По этой причине полутон флэш-памяти может быть уже, чем у других устройств, что делает уровень масштабирования флэш-памяти более продвинутым, чем у DRAM.
В то время как производители запоминающих устройств придерживаются эталонного теста половинного шага, индустрия логических устройств во главе с Intel отошла от рекомендаций ITRS, используя вместо этого длину затвора транзистора (ширину зеленого кубоида в плоском полевом МОП-транзисторе слева на рис.2) как индикатор технологического узла. Поскольку последние достижения в технологических процессах позволили сделать фактическую длину затвора намного меньше, чем на фотомаске (светочувствительная стеклянная пластина для переноса рисунков электронных схем на кремниевую подложку), использование длины затвора в качестве минимального обрабатываемого размера дает явные преимущества.
. Он представляет собой новый технологический узел, и его числовое значение намного меньше, чем у узла половинного шага. Производители логических микросхем и литейные заводы с энтузиазмом восприняли длину затвора в качестве показателя масштабирования, поскольку она позволяет им похвастаться своим технологическим превосходством, что также хорошо для бизнеса.Некоторые даже называют это коммерческим узлом.
Сравнение рыночной стоимости процессов производства чипов 7, 14 и 28 нм — IBMWL
Недавно 11 августа 2020 года компания SMIC опубликовала свой финансовый отчет за второй квартал по состоянию на 30 июня 2020 года без аудита. Согласно финансовому отчету, объем продаж во втором квартале 2020 года составляет 938 долларов.5 миллионов долларов, что на 3,7% выше, чем в 904,9 миллиона долларов в первом квартале 2020 года, и на 18,7% выше, чем в 790,9 миллиона долларов во втором квартале 2019 года.
во втором квартале 2020 года составила 248,6 миллиона долларов, увеличившись на 6,4% с 233,6 миллиона долларов в первом квартале 2020 года и на 64,5% выше, чем в 151,2 миллиона долларов во втором квартале 2019 года.
с развитием технологии производства полупроводников процесс изготовления микросхем становится все меньше и меньше, а производительность также улучшается.Но не все компании, занимающиеся разработкой микросхем, выберут самый передовой процесс производства полупроводников. Согласно данным отчета IC Industry Research Report за 2019 год, на передовые процессы (28 нм и ниже) приходится 48% доли рынка, в то время как на другие зрелые процессы приходится 52% доли рынка. Если 28-нанометровый процесс рассматривается как «зрелый процесс», рыночная доля зрелого процесса будет больше. Можно сказать, что зрелые технологии — основное направление отрасли.
, прежде чем говорить о 28-нанометровой технологии, давайте поговорим о FinFET.FinFET (fin field effect transistor) — новый дополнительный металлооксидный полупроводниковый транзистор. FinFET назван в честь схожести формы транзистора и ребра, которые используются в 14-нм техпроцессе SMIC. Канал регион
FinFET представляет собой ребро-полупроводник, обернутый затвором. Длина ребра от истока до стока равна длине канала. Таким образом, улучшается управляемость затвора и обеспечивается лучшее электрическое управление каналом, что снижает ток утечки и подавляет эффект короткого канала.
вообще говоря, если вы думаете о токе как о потоке воды, то ребро, подобное полупроводнику на рисунке, является водопроводной трубой, источник и сток — это вход и выход воды из водопровода, а решетка в середине — это водопроводная труба. клапан водопровода.
для транзисторов, относительно просто заставить их проводить ток. Трудно заставить их не пропускать электричество в выключенном состоянии. Следовательно, структура FinFET предназначена для уменьшения площади канала для предотвращения утечки, точно так же, как после утончения водопроводной трубы клапан в середине может полностью закрыть водопроводную трубу с небольшим зажимом.
по традиционной технологии производства полупроводников трудно производить процессы ниже 25 нм, и структура FinFET создана для решения этой проблемы. Как правило, FinFET, fd-soi или другие передовые технологии необходимы для производства процессов ниже 25 нм.
производительность микросхемы может быть улучшена с помощью FinFET. Является ли 28-нм процесс, не использующий структуру FinFET, лучше, чем 14-нм процесс, использующий FinFET?
Согласно данным, содержащимся в идеях развития и предложениях по политике индустрии проектирования интегральных схем, стоимость разработки 14-нм процесса намного больше, чем у 28-нм.С точки зрения стоимости 14-нм техпроцесс с использованием FinFET демонстрирует очевидные недостатки с точки зрения стоимости.
Более того, не всем чипам требуется чрезвычайно высокая производительность, например ЦП и ГП. Многие микросхемы могут выполнять только определенные функции. Следовательно, 28-нанометровая технология — это процесс с высокими затратами.
Если в проекте микросхемы есть определенные требования к производительности, но они не очень высоки, и необходимо контролировать стоимость. Так что для такого типа чипов 28-нанометровая технология — очень хороший «компромисс».
Взяв в качестве примера процесс 7Nm TSMC, процесс 7Nm TSMC можно разделить на первое поколение процесса 7Nm (N7), второе поколение процесса 7Nm (n7p) и 7Nm EUV (N7 +). Среди них N7 и n7p используют литографию DUV, но для того, чтобы сделать процесс 7Nm с DUV, он также использует такие технологии, как иммерсионная литография и многократная экспозиция. N7 + напрямую использует литографию EUV. Поэтому, хотя эти три процесса с 7 нм превосходны по производительности и энергопотреблению, все они очень дороги.Обычно его используют крупные фабрики, такие как Huawei и Apple AMD.
, мы видим из данных, что микросхемы мобильных телефонов и высокопроизводительные вычислительные микросхемы (такие как ЦП и ГП) всегда приносили более половины доходов TSMC.
Компьютерные микросхемы предъявляют высокие требования к производительности, поэтому разработчики компьютерных микросхем предпочитают использовать «high-end» технологии.
Для чипа мобильного телефона, помимо производительности, очень важным параметром является также энергопотребление. Особенно в условиях медленного развития современных аккумуляторных технологий снижение энергопотребления микросхем мобильных телефонов может значительно продлить срок службы аккумуляторов мобильных телефонов.Поэтому производители мобильных микросхем также стремятся развивать «высокопроизводительные» технологии.
для 14-нанометрового процесса SMIC, есть 7-нанометровый процесс с повышением производительности и 28-нанометровый процесс с высокой стоимостью снижения производительности. Эта ситуация не очень благоприятна для 14-нм техпроцесса SMIC.
в финансовом отчете за второй квартал этого года, SMIC просто не раскрыла долю выручки от 14-нм процесса, а только опубликовала данные о доле 14/28 нм.
, хотя в прошлом некоторые люди считали 14-нм процесс и 28-нм процесс продвинутым, 14-нм процесс явно указан как передовая логическая технология на международном официальном веб-сайте SMIC, а 28-нм процесс — как зрелая логическая технология.
Более того, в предыдущих финансовых отчетах SMIC учитывалась пропорция 14-нм и 28-нм техпроцесса по отдельности, но теперь в нем принудительно соединились своего рода «продвинутая логическая технология» и «зрелая логическая технология», что, очевидно, немного странно. SMIC неизбежно намеревается скрыть данные о пропорциях 14-нанометрового процесса или сделать процентные данные 14-нанометрового процесса более красивыми.
по текущим данным, доля 14-нанометрового техпроцесса SMIC растет очень медленно и будет оставаться низкой в течение долгого времени в будущем, поэтому не может стать основой прибыльности в краткосрочной перспективе.По сравнению с 14-нанометровым техпроцессом 28-нанометровый процесс приносит большую долю дохода, и его скорость набора выше. Этот зрелый процесс с более высокими затратами позволяет легче получать прибыль.
, как видно из таблицы, многие производители микросхем в основном запустили 14-нанометровый процесс в 2015 году, а TSMC, отраслевой эталонный тест, также запустил 16-нанометровый процесс, аналогичный 14-нанометровому процессу в 2015 году..jpg)
передовые технологии в отрасли и ведущие производители микросхем следовали за этим один за другим.
Если взять в качестве примера данные TSMC, то доля выручки от процесса 16 нм быстро снижается, в то время как доля дохода от процесса 7 нм быстро растет. Видно, что рынок 14/16 нм техпроцесса уже не так горяч, как раньше.
Объяснение 7-нанометров — PC World Australia
Кредит: ID 773914 © Антти Карппинен | Dreamstime.comЕсли вы являетесь пользователем ПК (энтузиастом или нет) в 2019 году, велика вероятность, что вы видели слова 7-нанометров.Вот то, что вам нужно знать, и вот почему вы должны быть в восторге от 7-нанометров
Что такое 7-нанометров?
При использовании в отношении таких вещей, как процессоры и видеокарты, термин 7-нанометров относится к размеру задействованных транзисторов.
Чем меньше транзистор, тем больше вы можете уместить на кремниевом элементе и тем более мощными и сложными могут быть компоненты, построенные на этих транзисторах.
На момент написания статьи на 7-нм производственном пространстве присутствовали два основных игрока: Samsung и TSMC (Тайваньская компания по производству полупроводников).
TSMC помогает AMD, Qualcomm, Apple и другим крупным технологическим компаниям перейти на 7-нанометровую технологию.
А как насчет Intel?
Intel в странном месте. Хотя их продукты и клиенты, несомненно, выиграют от перехода на 7-нанометровую технологию, крупнейший в мире производитель процессоров изо всех сил пытается добраться до нее. Фактически, основная часть их современных процессоров по-прежнему основана на 14-нанометровом техпроцессе. Они еще даже не добрались до 10-нанометров — хотя и не из-за отсутствия попыток.
В 2013 году Intel впервые объявила о своих планах выйти за рамки существующей 14-нм архитектуры и перейти к более продвинутому 10-нм техпроцессу к 2015 году..jpg)
Однако этот переход сопровождался многочисленными задержками. В конце концов, Intel добралась до этого. Начиная с Computex в этом году, компания теперь поставляет свои первые процессоры Intel Core Ice-Lake с 10-нм техпроцессом.
Конечно, следует отметить еще одну вещь: по заявлению компании, 10-нанометровый процесс Intel сопоставим с 7-нанометровым процессом, используемым TSMC и другими.Компания также заявляет, что их первые 7-нанометровые продукты будут предлагать вдвое большую плотность, чем их 10-нанометровые продукты.
Д-р Мурти Рендучинтала, главный технический директор Intel, сообщил акционерам в январе 2019 года, что ведущим 7-нм продуктом, как ожидается, будет универсальный графический процессор на базе архитектуры Intel Xe для искусственного интеллекта в центрах обработки данных и высокопроизводительных вычислений. Ожидается, что этот графический процессор будет выпущен в 2021 году.
Почему 7-нанометровый лучше?
По сравнению с более ранними и более крупными процессами производства транзисторов, 7-нанометровое покрытие имеет ряд преимуществ и эффективности.
Начнем с того, что транзисторы меньшего размера более энергоэффективны. Они также допускают меньшие размеры штампов и повышенную плотность при этих меньших размерах.
7-нм узел в два раза плотнее предыдущего 14-нм узла. Если мы говорим о производительности ПК, это не так уж важно, но если мы говорим о меньших форм-факторах, таких как ACPC, ноутбуки, планшеты и мобильные устройства, 7-нанометровые транзисторы представляют собой основной выход производительности на ватт. Это, в свою очередь, должно увеличить срок службы батареи для небольших устройств.
Что дальше? 5 нанометров?
Хороший вопрос. В некоторых сообщениях говорится, что и Samsung, и TSMC рассматривают возможность производства 5-нанометровых транзисторов уже в 2020 году. Преимущества здесь будут во многом схожи с тем, что предлагает 7-нанометровый по сравнению с 14-нанометровым.
Подпишитесь на рассылку новостей!
Ошибка: проверьте свой адрес электронной почты.
Теги 7-нанометров
Эксперт с оптимизмом смотрит на китайскую промышленность по производству микросхем
Вэнь Сяоцзюнь, глава Института электронной информации Китайского центра развития информационной индустрии (CCID), сообщил китайскому новостному порталу huanqiu.com, что он видит более обнадеживающие признаки в китайской индустрии производства микросхем, несмотря на технологические проблемы.
14-нм техпроцесс в стране преодолел многие технологические трудности за счет значительных улучшений технологий производства, технологий упаковки и основных материалов оборудования, сигнализируя о том, что технология для этого конкретного узла вырастет и войдет в массовое производство к следующему году, — пояснил Вэнь.
«Это означает, что полная зависимость Китая от зарубежных цепочек поставок подходит к концу», — заявил он.
Согласно статистике, объем продаж на мировом рынке полупроводников в первой половине 2019 года составил около 200 миллиардов долларов.
На процесс производства 14-нм микросхем приходилось 65% этих продаж, поскольку он широко используется в таких областях, как высокопроизводительная бытовая электроника. -скоростные вычисления, искусственный интеллект и автомобили.
Производственные линии для производства микросхем 14 нм и 12 нм считаются критически важными в полупроводниковой промышленности, так как процесс 14 нм и выше может удовлетворить почти 70% отраслевого спроса на микросхемы, а узел 12 нм может удовлетворить требования. для большинства микросхем 5G среднего уровня.
С осторожным оптимизмом Вэнь отметил, что, хотя китайская промышленность по производству микросхем демонстрирует впечатляющие результаты в отношении 14-нм узла, заинтересованным сторонам отечественной отрасли по-прежнему необходимо догонять других мировых гигантов, чтобы преодолеть технологический разрыв, который, по его словам, , «призывает уделять больше времени, инвестиций и человеческих ресурсов».
В начале мая в интервью weiot.
net, посвященном индустрии Интернета вещей (IoT), Ни Гуаннан, академик Китайской инженерной академии, также подчеркнул важность оставаться в авангарде передовой индустрии производства микросхем, чтобы догнать другие ведущие страны.
Ni сказал, что прорывы в новых технологиях в узлах 28 нм и более совершенных 14 нм поднимут моральный дух в полупроводниковой промышленности Китая и будут способствовать развитию таких передовых секторов, как новые энергетические транспортные средства и искусственный интеллект.
Всемирная конференция по полупроводникам стартовала в Нанкине, столице провинции Цзянсу на востоке Китая, 9 июня этого года, на которой были представлены инновационные технологии и приложения в полупроводниковой промышленности в стране и за рубежом.
Лидеры отрасли, такие как Тайваньская компания по производству полупроводников (TSMC), Международная корпорация по производству полупроводников (SMIC), Synopsys Inc и Montage Technology, приняли участие в конференции вместе с более чем 300 экспонентами.