Moore átmeneti törvénye

Ha valaha is megerősítésre lenne szükségünk, hogy a Moore-törvény következő lépésére való átállás nehezebbé vált, úgy tűnik, hogy az Intel múlt héten tett bejelentése, miszerint 10nm-es chipeit 2017. második felére halasztják, az bizonyította. Ugyanakkor a múlt heti Semicon West konferencián más cégek szélsőséges bejelentései azt mutatják, hogy a törvény haláláról szóló jelentések nagyon eltúlzottak.

Brian Krzanich, az Intel vezérigazgatója bejelentette, hogy a társaság második negyedévi bevételi felhívása során 10 milliárd késéssel jár. A chipekre korábban várhatóan a következő év vége vagy 2017. eleje volt. Eközben a cég második 14 nm-es vonalát - a Skylake néven ismert hatodik generációs központi processzort - képesítéssel bírták, és ebben a negyedévben meg kell kezdenie szállítását (az első bevezetése után). A 14nm-es termékek, Broadwell néven egy verzió a tavalyi év végén, és tágabb értelemben az év elején). Krzanich szerint lesz még egy 14 nm-es chipcsalád, Kaby Lake néven ismert, amelyet Skylake architektúra felhasználásával építenek be néhány teljesítményjavítással, 2016 második felében várható, míg az első 10 nm-es termék, a Cannonlake néven most megérkezik a 2017 második fele.

Emlékezzünk arra, hogy a 22 nm-ről a 14 nm-re történő átmenet hasonlóan késett, amikor Krzanich a késés okaként említette a litográfia nehézségét és az egyes új csomópontokhoz való mozgatáshoz szükséges többmintás lépések számát. Megjegyezte, hogy az Intel feltételezi, hogy a 10 nm-es chipeket nem extrém ultraibolya litográfia (EUV) technológiával gyártják, ami a chipek készítésében ez a leghosszabb időtartam, anélkül , hogy a litográfia fejlettebb formájára váltnánk.

Összességében, az Intel azt feltételezi, hogy 2, 5 évbe telik a folyamat csomópontjai között (vegye figyelembe, hogy az Intel 2012 elején szállította az első 22 nm-es "Ivy Bridge" chipeket).

Krzanich folytatta, hogy amint az Intel 10 nm-ről 7 nm-re mozog, "mindig arra törekszenek, hogy visszatérjenek a két évbe" a csomópontok között. Azt is mondta, hogy az Intel az időzítési döntés meghozatalakor figyelemmel kíséri az EUV érettségét, az anyagtudomány változásait és a termék bonyolultságát.

A TSMC 2017 elején megismétli a 10 nm-t

Ha mindaz, ami a Moore-törvényre utal, lassul, a félvezető-öntödékből származó hírek, amelyek chipeket gyártanak a fabless félvezető cégeknek, például a Qualcomm, a MediaTek és az Nvidia, jelzik, hogy a dolgok felgyorsulnak. Vagy legalábbis kicsit lezárják a rést az Intel-szel.

A Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp. (TSMC), a világ legnagyobb öntödéje szerint 2017. január első negyedévében 10 milliárd tengeri szállítást haladt. A TSMC szerint a második negyedévben megkezdte első 16 nm-es FinFET processzorainak mennyiségi gyártását, a szállítás ezzel kezdődött. hónap. (Ez azt jelenti, hogy a szállítás a TSMC ügyfeleinek, nem a végfelhasználóknak történik; ilyen végleges termékben még nem láttuk el szállítást, bár azt várjuk, hogy a következő hónapokban.)

A TSMC társelnök-vezérigazgatója, Mark Liu elmondta, hogy a 10nm-es folyamat folyamatban van a valódi termékszállítás 2017 elején. Azt mondta, hogy a 10 nm-es alkatrészek 15% -kal gyorsabbak lesznek ugyanolyan teljes teljesítmény mellett, vagy 35% -kal kevesebb energiát használnak ugyanolyan sebességgel, több mint kétszerese a kapu sűrűségének a 16 nm-es folyamatban.

Ha ez mind megvalósul, a TSMC 10 nm-es folyamatán előállított termékek körülbelül egynegyedével forgalomba kerülhetnek, mielőtt az Intel 10 nm-es folyamatán készülnének, ami nagy fordulatot jelentene az iparban. Vegye figyelembe azonban, hogy a TSMC a múltban bejelentette a késedelmeket: valamivel több mint egy évvel ezelőtt azt állította, hogy a 10nm kockázatú termelés 2015 végén indul, és agresszívebb sebesség- és teljesítménycélokat jegyzett be.

Eközben a másik nagy, élvonalbeli chipgyártó, a Samsung, azt mondta, hogy 2016 végére elkezdi a 10 nm-es chipek tömegtermelését. A Samsung az idei év elején a Galaxy S6 telefonjaiban szállította első 14 nm-es FinFET termékét, az Exynos 7 Octa terméket. Ez csak kissé történt az Intel első 14 nm-es kötete után (bár a két folyamat kissé különbözik egymástól), ami nagy változás a korhoz képest, amikor az Intel hosszú ideig vezette a technológiát.

A Samsung a 14 nanométeres technológiát a GlobalFoundries-hez is licencelte, amely szerint ez év folyamán a 14 nanométeres technológia mennyiségi emelkedése lesz. A GlobalFoundries ügyfelei között szerepel az AMD, amely azt állítja, hogy 2016 folyamán tervezi 14 nm-es FinFET technológia bevezetését különféle termékekbe, és nemrégiben megvásárolta az IBM forgácskészítő üzletét.

A GlobalFoundries 22 nm-es FD-SOI-t kínál

A GlobalFoundries egy másik megoldást tervez egy 22 nm-es FD-SOI (teljesen kimerült szilikon-szigetelő) elnevezésére, amelyet a múlt héten jelentettek be. Ez a folyamat a hagyományos sík tranzisztorokat használja, ahelyett, hogy a 3D FinFET-eket alkalmazná, de itt ezeket egy másik típusú, SOI néven ismert ostyára gyártják. A GlobalFoundries azt állítja, hogy ezzel a megközelítéssel olyan chipeket tud előállítani, amelyek jobb teljesítményt és alacsonyabb energiát biztosítanak, mint az általánosan használt 28 nm síkbeli eljárás összehasonlítható költségekkel (és sokkal alacsonyabb költséggel, mint a 14 nm-es FinFET-ek, amelyek sokkal több átjárást igényelnek a 193 nm-es merítési litográfia segítségével). A GlobalFoundries szerint a folyamat 20% -kal kisebb szerszámméretet eredményez a 28 nm-hez képest.

Noha a fab szerint a FinFET nagyobb teljesítményt nyújt, és bizonyos alkalmazásokhoz szükséges, úgy véli, hogy az új eljárás a mainstream mobil, a tárgyak internete, RF és a hálózati piacokra is alkalmas. A 14 nm-es FinFET termékekkel összehasonlítva a GlobalFoundries szerint a folyamat megközelítőleg 50% -kal kevesebb merülő litográfiai réteget igényel, ami csökkenti a költségeket.

A Samsung szintén FD-SOI ajánlatot tervez, bár 28nm-en.

Az IBM és partnerei a közelmúltban bejelentették, hogy laboratóriumban 7 nm-es tesztcsippet állítanak elő, bár természetesen hosszú út van a laboratórium és a mennyiségi termelés között.

A Semicon West új eszközöket mutat be

A forgácskészítés jövője szintén témája volt a múlt heti Semicon West konferencián, ahol a félvezető gyártóberendezések gyártói megvitatták az új technológiák terén elért haladásukat.

Úgy tűnik, hogy általános egyetértés van a logikai ütemterv kapcsán, bár az időzítés nem egyértelmű. A következő lépés valószínűleg az alternatív anyagok felé való elmozdulás, különösen az új csatorna anyagok (például az IBM által a 7 nm-es vizsgálati chipben használt anyagok), például a szilícium-germánium (SiGE) és az indium-gallium-arzenid (InGaAs). Az a gondolat, hogy ezek az anyagok további pár generáción keresztül kiterjesztik a FinFET tervek alkalmazását, és az ipar összességében egy új tranzisztor szerkezetre válthat át, talán az összes kapu körül lévő tranzisztorokra, amelyeket néha nanoszálaknak hívnak, valahol az 5 nm csomópont körül.

A litográfiában az ASML kijelentette, hogy az EUV felszerelésekre vonatkozó célkitűzése napi 1000 ostya, 50% -os rendelkezésre állás mellett, és azt is kitűzi, hogy továbbra is a cél az, hogy az EUV készen álljon a 7 nm-es termelésre, bár csak talán öt-tíz kritikus rétegre fogják használni. és a 193 nm litográfia továbbra is a munka nagy részét fogja elvégezni. Korábban bejelentette, hogy egy névtelen amerikai ügyfél - akit szinte minden megfigyelő feltételez, hogy az Intel - beleegyezett abba, hogy 15 EUV litográfiai eszközt vásárol, és az ASML megerősítette, hogy az Intel valójában hat rendszert vásárolt, kettőt az idei évben szállítanak.

Míg a Moore's Law vita nagy része a logikai chipek körül zajlott, meg kell jegyezni, hogy a memória chipek is átmenetileg vannak. A DRAM csökkenése drámai módon lelassult. A legtöbb gyártó most átáll a 20 nm DRAM-ra, talán még egy vagy két generáció van hátra. A sűrűség vagy a költség további fejlődéséhez a további gyártási kapacitásból, nagyobb ostyaméretből (450 mm), 3D chip-halmozásból (hibrid memóriakocka) vagy esetleg egy új típusú memóriából, például az MRAM-ból kell származnia.

A NAND flash memóriánál a helyzet egy kicsit más. A NAND flash memória már 20 nm alatt van, és hasonlóan a DRAM-hoz, még sokkal kevésbé van mérete ahhoz, hogy méretezze, de ebben az esetben van egyértelmű alternatíva. A forró téma a 3D NAND, amely többrétegű memóriacellát használ nagyon vékony, egyenletes filmekkel. Az egyes cellák jellemzőinek nem kell már olyan kicsi (40-50 nm körül nyugodnak), de a sűrűség tovább növekszik - potenciálisan 1 terabitre egy chipen - további rétegek hozzáadásával. A litográfia sokkal könnyebb, de fejlettebb, atomszintű eszközöket igényel ezen memória tömbök tárolására és maratására.

A Samsung már gyártja a mennyiségi termelést, és a második generációs 3D NAND 32 réteggel 128 GB-ot (16 GB) képes becsomagolni egyetlen chipre. Ezen a héten a Samsung bejelentette a 6 Gbps-os vállalati SSD-k új generációját, amely akár 3, 86 TB adatot képes tárolni 2, 5 hüvelykes formátumban, ezekkel a 128 Gb-os chipekkel. Mind a Micron / Intel szövetség, mind az SK Hynix várhatóan idén később elkezdi a 3D NAND tömegtermelését. A Micron és az Intel azt állítják, hogy légrés-technológiájuk révén 256 Gb-ról és 384 Gb-ról kezdve sűrűbb chipeket lehet készíteni, miközben az SK Hynix 36 réteg használatát tervezi, majd a következő évben 48 réteget fog használni a sűrűség skálázására. A Toshiba és a SanDisk a jövő év valamivel később fognak követni. A Semicon Westnél a berendezésgyártók szerint a 3D NAND-re való áttérés a vártnál gyorsabban zajlik, és egyes becslések szerint a világ bitteljesítményének 15 százaléka elmozdul az év végére.