Put do 7nm procesora

Isporuka sljedeće generacije čipova postaje sve teža, ali najave na ovotjednom Međunarodnom sastanku elektronskih uređaja (IEDM) pokazuju da proizvođači čipova postižu pravi napredak u kreiranju onoga što nazivaju 7nm procesima. Iako su brojevi čvorova možda manje značajni nego što su nekad bili, to pokazuje da je Mooreov zakon, iako je usporio, i dalje živ, a veća poboljšanja dolaze na trenutnoj generaciji 14nm i 16nm čipova. Konkretno, na ovotjednoj konferenciji predstavnici velikih ljevaonica (tvrtke koje proizvode čipove za druge tvrtke) - TSMC i savez Samsung, IBM i GlobalFoundries - najavili su svoje planove za izradu 7nm čipova.

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), najveća svjetska ljevaonica, najavila je 7nm postupak za koji je rekla da će omogućiti 0, 43 puta veliko umanjenje veličine u usporedbi s trenutnim procesom od 16 nm, omogućavajući mnogo manje matrice s istim brojem tranzistora ili mogućnost stavite puno više tranzistora u matricu iste veličine. Najvažnije je da tvrtka navodi da to osigurava ili povećanje brzine od 35-40 posto ili smanjenje snage za 65 posto. (Imajte na umu da se ove brojke odnose na same tranzistore; nije vjerojatno da ćete vidjeti toliko snage ili poboljšanja brzine u gotovom čipu.)

Najimpresivnije, tvrtka je rekla da već proizvodi potpuno funkcionalan 256 Mbit SRAM test čip, s prilično dobrim prinosima. Na čipu, veličina ćelije najmanjeg SRAM-a velike gustoće iznosi samo 0, 027 µm ² (kvadratni mikroni), što ga čini najmanjim SRAM-om dosad. To ukazuje da proces funkcionira, a TSMC je rekao da surađuje s kupcima kako bi što prije donijeli njihove 7nm čipove na tržište. Ljevaonica će započeti proizvodnju 10 nm u ovom tromjesečju, a čips će biti isporučen početkom sljedeće godine. Generacija 7nm predviđena je za početak proizvodnje početkom 2018. godine.

U međuvremenu, Albany Nanotechnology Center (koji se sastoji od istraživača iz IBM-a, GlobalFoundries-a i Samsung-a) raspravljao je o svojim prijedlozima 7-nm čipa za koji je tvrdio da ima najgušće nagib (prostor između različitih elemenata tranzistora) bilo kojeg najavljenog procesa.

Savez je rekao da će njegov 7nm proces proizvesti najstrože iskorake ikad, kao i da će ponuditi značajno poboljšanje u odnosu na proces od 10 nm koji je predstavljen prije nekoliko godina. Oni sada povećavaju proizvodnju u Samsungu, a čipovi će biti široko dostupni početkom sljedeće godine. (GlobalFoundries je rekao da će preskočiti 10 nm i ići izravno na 7 nm.) Također je rekao da bi novi postupak mogao omogućiti povećanje performansi od 35 do 40 posto.

Proces saveza ima nekoliko velikih razlika od TSMC-a i prethodnih čvorova. Najistaknutije se oslanja na ekstremnu ultraljubičastu litografiju (EUV) u više kritičnih razina čipa, dok TSMC koristi 193nm alate za potapanje litografije koji se koriste generacijama, premda s više multi-patterninga. (Multi-patterning znači korištenje alata više puta na istom sloju, što dodaje vrijeme i povećava nedostatke; grupa je predložila da će upotreba konvencionalne litografije na ovom dizajnu zahtijevati do četiri odvojena izlaganja litografije na nekim kritičnim slojevima čipa.) As rezultat je da se takvi čipovi najvjerojatnije neće proizvoditi najranije do 2018.-201., jer malo je vjerojatno da EUV alati do tada imaju potrebnu propusnost i pouzdanost.

Pored toga, koristi nove materijale visoke mobilnosti i tehnike za naprezanje unutar silikona kako bi poboljšao performanse.

I u TSMC i savezničkom dizajnu, osnovna ćelijska struktura tranzistora se nije promijenila. Još uvijek koriste FinFET tranzistore i visoko K / metalna vrata - velike definirajuće karakteristike posljednjeg procesnog čvora.

Zbog kašnjenja, Intel je nedavno predstavio treću generaciju svojih 14nm čipova, poznatih kao Kaby Lake, a sada planira slijediti to i s 10nm mobilnim dizajnom niske snage nazvanim Cannonlake, koji bi trebao stići krajem sljedeće godine i još 14nm dizajn radne površine poznat kao Lake Lake. Intel još uvijek nije otkrio mnoge detalje svog 10nm procesa, osim što je rekao da očekuje bolje skaliranje tranzistora nego što je to povijesno uspio, te da će koristiti konvencionalnu litografiju.

Treba napomenuti: u svim tim slučajevima brojevi čvorova, poput 7nm, više nemaju stvarni odnos prema bilo kojoj fizičkoj značajki u čipovima. Doista, većina promatrača smatra kako su TSMC-ov trenutni 16nm čvor i Samsungov trenutni 14nm čvor tek nešto gušći od Intelovog 22nm čvora koji je započeo veliku količinu proizvodnje 2011. godine i znatno su manje gusti od Intelovog 14nm čvora, koji je počeo isporučivati ​​u količini početkom 2015. godine Većina predviđanja kaže da će nadolazeći 10nm čvorovi o kojima TSMC i Samsung razgovaraju biti tek bolji od Intelove 14nm proizvodnje - s tim da će Intel vjerojatno povratiti vodeću poziciju sa svojim 10nm čvorom.

Naravno, nećemo znati koliko dobro funkcionira bilo koji od ovih procesa i kakve ćemo performanse i troškove dobiti dok stvarni čipovi ne počnu isporučivati. To bi trebala učiniti 2017. i nakon vrlo zanimljivih godina za proizvođače čipova.

Kolika je vjerojatnost da preporučite PCMag.com?