A 7nm-es processzorok felé vezető út

A chipek következő generációjának szállítása egyre nehezebb, de a heti Nemzetközi Elektronikus Eszközök Találkozójának (IEDM) bejelentései azt mutatják, hogy a chipek gyártói valódi előrelépést értek el a 7nm-es folyamatok létrehozása során. Noha a csomópontok száma talán kevésbé szignifikáns, mint valaha, ez azt mutatja, hogy noha Moore törvénye lelassult, ez még mindig életben van, és jelentős javulások történnek a 14nm és 16nm chipek jelenlegi generációján. Különösen a heti konferencián a nagy öntödék (más vállalatok számára chipeket gyártó cégek) - a TSMC, valamint a Samsung, az IBM és a GlobalFoundries szövetsége - képviselői bejelentették a 7 nm-es chipek előállításának terveit.

A TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), a világ legnagyobb öntödéje bejelentette egy 7 nm-es folyamatot, amely szerint 0, 43-szoros mérettávcsökkentést tesz lehetővé a jelenlegi 16 nm-es eljáráshoz képest, lehetővé téve ugyanakkor sokkal kisebb meghalásokat azonos számú tranzisztorral vagy a képességgel. tegyen sokkal több tranzisztort egy azonos méretű szerszámba. A legfontosabb, hogy a vállalat szerint ez akár 35–40 százalékos sebességnövekedést, akár 65 százalékos teljesítménycsökkentést eredményez. (Ne feledje, hogy ezek az adatok magukra a tranzisztorokra vonatkoznak; nem valószínű, hogy ilyen sok energiát vagy sebességet javítana egy kész chipben.)

A leglenyűgözőbben a cég azt mondta, hogy már gyárt egy teljesen működőképes 256 Mbit SRAM teszt-chipet, nagyon jó hozamokkal. A chipen a legkisebb nagy sűrűségű SRAM sejtek mérete mindössze 0, 027 µm ² (négyzet mikron), ezáltal a legkisebb SRAM. Ez azt jelzi, hogy a folyamat működik, és a TSMC szerint az ügyfelekkel együttműködik annak érdekében, hogy a 7nm-es chipek a lehető leghamarabb piacra kerüljenek. Az öntöd ebben a negyedévben megkezdi a 10 nm-es termelést, miközben a chipek jövő év elején készülnek szállítani. A 7 nm-es generáció úgy tervezi, hogy 2018 elején kezdje meg a termelést.

Eközben az Albany Nanotechnológiai Központ (amely az IBM, a GlobalFoundries és a Samsung kutatóiból áll) megvitatta egy 7nm-es chipre vonatkozó javaslatát, amely állítása szerint a még bejelentett folyamatok legszorosabbak (a tranzisztorok különféle elemei közötti távolság).

A szövetség azt mondta, hogy a 7 nm-es eljárás a legszűkebb hangmagasságot fogja elérni, és jelentős javulást kínál majd a néhány évvel ezelőtt bemutatott 10 nm-es eljáráshoz képest. Ezek most felgyorsítják a Samsung gyártását, miközben a chipek a jövő év elején széles körben elérhetők lesznek. (A GlobalFoundries azt mondta, hogy átugorja a 10 nm-t, és közvetlenül a 7 nm-re megy.) Azt is mondta, hogy az új eljárás 35–40% -os teljesítményjavulást tesz lehetővé.

A szövetség folyamatának számos nagy különbsége van a TSMC-től és az előző csomópontoktól. Leginkább az extrém ultraibolya litográfiára (EUV) támaszkodik a chip több kritikus szintjén, míg a TSMC a 193 nm-es merítéses litográfiai eszközöket használja, amelyeket generációk óta használnak, bár sokkal több mintázattal. (A multi-mintázás azt jelenti, hogy az eszközöket többször is használják ugyanazon a rétegen, ami időt ad és növeli a hibákat; a csoport azt javasolta, hogy a hagyományos litográfia ezen kialakításánál négy különálló litográfiai expozícióra lenne szükség a chip egyes kritikus rétegein.) Ennek eredményeként valószínűtlen, hogy ilyen chipeket legkorábban 2018-2019-ig állítanak elő, mivel az EUV-eszközök addig valószínűleg nem rendelkeznek a szükséges teljesítménygel és megbízhatósággal.

Ezen felül új, nagy mozgékonyságú anyagokat és desztillációs technikákat használ a szilikonon belül a teljesítmény javítása érdekében.

A TSMC és a szövetségi mintákban sem a tranzisztor alapvető cellaszerkezete nem változott. Még mindig FinFET tranzisztorokat és magas K / fém kaput használnak - az utolsó folyamat csomópontjának meghatározó jellemzői.

A késések miatt az Intel a közelmúltban mutatta be 14 nm-es chipeinek egy harmadik generációját, Kaby Lake néven ismert, és most azt tervezi, hogy ezt követi egy mindkét évben a Cannonlake nevű 10 nm-es kis teljesítményű mobildizájnnal, és még egy újabb 14 nm-rel. asztali dizájn néven Coffee Lake. Az Intel még nem tett nyilvánosságra a 10 nm-es folyamata számos részletét, csak azt állította, hogy a tranzisztor jobb méretezését várja el, mint ahogyan azt a történelem során képes volt elérni, és hogy a hagyományos litográfiát fogja használni.

Egy dolog, amit meg kell jegyezni: ezekben az esetekben a csomópontszámok, például a 7nm, már nem rendelkeznek valós kapcsolatban a chipek fizikai tulajdonságaival. Valójában a legtöbb megfigyelő úgy gondolja, hogy a TSMC jelenlegi 16 nm-es csomópontja és a Samsung jelenlegi 14 nm-es csomópontja csak kissé sűrűbb, mint az Intel 22 nm-es csomópontja, amely 2011-ben kezdte meg a nagy volumenű termelést, és lényegesen kevésbé sűrű, mint az Intel 14 nm-es csomópontja, amely 2015 elején kezdte meg szállítását. A legtöbb előrejelzés szerint a közelgő 10 nm-es csomópontok, amelyekről a TSMC és a Samsung beszél, csak egy kicsit jobb lesz, mint az Intel 14 nm-es termelése - mivel az Intel valószínűleg visszanyeri vezetését saját 10 nm-es csomópontjával.

Természetesen nem fogjuk igazán tudni, hogy ezeknek a folyamatoknak milyen jól működnek, és milyen teljesítményt és költségeket kapunk, amíg a tényleges chipek meg nem kezdik a szállítást. 2017-re és azt követően nagyon érdekes évekre kellene törekednie a chipgyártók számára.

Mennyire valószínű, hogy a PCMag.com-ot ajánlja?