Maghanda para sa 14nm at 16nm chips

Noong nakaraang linggo, isinulat ko ang tungkol sa unang mga proseso ng aplikasyon ng 20nm, na kung saan ay naipadala sa pagpapadala sa mga produkto nang maaga sa susunod na taon. Ngunit kung ang mga kumpanya ng chip-manufacturing ay medyo mas maaga kaysa sa nais kong inaasahan para sa 20nm, pinaplano nilang ilipat nang mabilis sa susunod na node, ang 14nm at 16nm chips. Hindi ito magtataka kung nakikita namin ang napakakaunting 20nm chips, at sa halip ay makita ang maraming mga disenyo na laktawan ang henerasyong iyon at diretso mula sa pamantayan ng 28nm na proseso sa karamihan ng mga nangungunang mga chip ngayon hanggang sa 14 o 16nm na henerasyon.

Siyempre, ang Intel ay nasa sarili nitong kadalisayan, nagsimula ang pagpapadala ng 22nm chips dalawang taon na ang nakalilipas, na may 14nm chips na nakatali para sa pagkakaroon ng masa sa ikalawang kalahati ng taong ito. Sa halip, pinag-uusapan ko ang tungkol sa mga chips mula sa mga walang manggagawang semiconductor na kumpanya-lahat mula sa Apple at Qualcomm hanggang Nvidia at AMD - na gumagamit ng mga kumpanya ng pagmamanupaktura na kilala bilang mga foundries - tulad ng TSMC, Samsung, at Globalfoundries-upang aktwal na makagawa ng chip. Ang lahat ng mga pangunahing foundry ay gumagamit ng tradisyonal na planar transistors sa 20nm, habang pinaplano na ipakilala ang mga disenyo ng 3-D o FinFET sa susunod na hakbang, na tinawag ng TSMC ang 16nm at Samsung at Globalfoundry na tumawag sa 14nm. Sa parehong mga kaso, ito ay kasangkot sa pagbabago at pag-urong ng mga transistor mismo habang umaalis sa likurang dulo sa parehong disenyo tulad ng para sa 20nm, kaya ito ay tulad ng isang "half-node, " sa halip na isang buong henerasyon na pag-urong. (Tinalakay ko ang mga paghihirap na kinakaharap ng chip scaling mas maaga sa buwang ito.)

Ang malaking anunsyo noong nakaraang linggo sa ugat na ito ay nagmula sa Samsung at Globalfoundries, na inihayag ang mga plano na makipagtulungan sa 14nm production, kaya't ang mga kumpanya ng disenyo ng chip-design ay maaaring teoretikal na gumawa ng parehong mga disenyo sa mga pabrika mula sa alinman sa kumpanya.

Mabisa, tila nangangahulugan ito na ang lisensyado ng Samsung sa kanyang 14nm FinFET na proseso sa Globalfoundries, na magbibigay-daan sa isang mas malawak na bilang ng mga pabrika na gumamit ng prosesong iyon, na lumilikha ng isang mas malakas na katunggali sa TSMC, na siyang nangungunang pandayan. Ang dalawang pangkat ay madalas na sumigaw para sa mga nangungunang mga customer, tulad ng Apple. Nagpakita ang TSMC at Samsung ng mga maagang pagsubok sa chips na ginawa sa kanilang mga proseso ng 16 at 14nm sa ISSCC ay nagpapakita ng ilang linggo na ang nakalilipas.

Ang Samsung ay prototyping 14nm sa pabrika nito sa GiHeung, South Korea at maghahandog ng pagmamanupaktura sa mga halaman nito sa Hwaseong, South Korea at sa Austin, Texas, habang ang Globalfoundry ay maghahandog nito sa halaman nito malapit sa Saratoga, NY.

Sa anunsyo, sinabi ng dalawang kumpanya na ang prosesong ito ay magbibigay-daan sa mga chips na hanggang sa 20 porsyento na mas mataas na bilis gamit ang parehong lakas, o maaaring tumakbo sa parehong bilis at gumamit ng 35 porsiyento na mas kaunting lakas. (Tandaan kung ang anumang tagagawa ng chip ay nakikipag-usap tungkol sa bilis o kapangyarihan, nagsasalita sila sa antas ng transistor; ang mga natapos na produkto ay madalas na naiiba.) Sinabi din nila na ang prosesong ito ay nagbibigay ng 15 porsyento na area scaling sa teknolohiya ng 20nm planar na teknolohiya, isang masarap na pagtaas para sa kalahati -node. Sinimulan na ng Samsung ang prototyping at sinabing plano nitong simulan ang paggawa ng masa sa pagtatapos ng 2014. (Muli, tandaan na karaniwang may isang lag ng ilang buwan sa pagitan kung kailan nagsimula ang isang butas ng paggawa ng masa at ang mga chips ay lilitaw sa mga produktong consumer.)

Ang unang henerasyon na ito ay nasa proseso ng Mababang Power Enhanced (LPE), na may isang proseso ng Mababang Power Power Plus (LPP) na nagbibigay ng isang pagpapalakas ng pagganap na magagamit sa 2015. Ang mga Globalfoundries ay magiging ramping ng paggawa ng LPE noong unang bahagi ng 2015. Ito ay mas maaga kaysa sa orihinal nitong roadmap ngunit hindi bababa sa agwat sa pagitan nito at 20nm ay hindi pa nakuha.

Sinabi ng parehong kumpanya na mayroon silang kanilang 20nm na proseso na nagtatrabaho para sa mga produkto ng pagsubok ngayon, at inaasahan na ang produksyon ay papalampas sa susunod na taon, kahit na hindi pa namin narinig ang anumang mga partikular na produkto na inihayag. Sinabi ng Globalfoundries na ang teknolohiya sa 20nm ay nagbibigay ng hanggang sa 40 porsyento na pagpapabuti ng pagganap at dalawang beses ang density ng gate ng 28nm na mga produkto nito, habang ang Samsung ay dati nang sinabi na ang proseso ng 20nm ay 30 porsiyento na mas mabilis kaysa sa kanyang 28nm.

Sinabi ng TSMC na nagsimula na ito ng buong paggawa ng 20nm at magiging ramping 20nm SoC production sa ikalawang kalahati ng taon. Inangkin ng TSMC na ang proseso ng 20nm ay maaaring magbigay ng 30 porsyento na mas mataas na bilis o 25 porsiyento na mas mababa sa kapangyarihan kaysa sa 28nm na teknolohiya, na may 1.9 beses ang density. Ang paglipat sa 16nm, ang TSMC ay nagpaplano ng mga proseso ng 16-FinFET at 16-FinFET Plus, at sinabi na ang unang bersyon ay mag-aalok ng isang 30 porsyento na pagpapabuti sa bilis sa parehong lakas. Karamihan sa mga kamakailan lamang, sinabi ng kumpanya na ang bersyon ng Plus ay mag-aalok ng isang karagdagang 15 porsyento na pagpapabuti ng bilis o isang 30 porsyento na pagbawas ng kuryente kumpara sa unang bersyon (para sa isang kabuuang 40 porsyento na pagpapabuti ng bilis at 55 porsyento na pagbawas sa kapangyarihan sa loob ng 20nm). Susundan ito ng isang 10nm na bersyon, na nagsimula upang simulan ang "panganib ng produksyon" (maagang mga prototypes) sa pagtatapos ng 2015, na may 25 porsiyento na pagpapabuti ng bilis o 45 porsiyento na pagbawas ng kuryente, kumpara sa 16-FinFET Plus na bersyon, kasama ang isang Ang pagpapabuti ng 2.2 X sa density.

Sa ngayon ang Qualcomm lamang ang nag-anunsyo ng isang pangunahing produkto ng 20nm, kasama ang una nitong 20nm modem na ginawa ng TSMC dahil sa mga produkto sa ikalawang kalahati ng taong ito, at ang una nitong 20nm application processor - ang Snapdragon 810 - naglalayong sa mga pagpapadala ng mga produkto sa unang kalahati ng 2015. Ngunit tandaan na laging tumatagal ng ilang oras sa pagitan ng sinabi ng mga foundry na sila ay nasa mass production hanggang sa ang dami ng mga produktong consumer ay lumilitaw sa dami.

Ang pakikipagtulungan sa pagitan ng Samsung at Globalfoundries ay kawili-wili dahil kapwa naging mga miyembro ng Common Platform Alliance, na batay sa mga proseso ng paggawa ng chip mula sa IBM. Karaniwang sakop ng Karaniwang Platform ang mga teknolohiya mula 65nm hanggang 28nm, kaya parang ito talaga ang dalawang malalaking kumpanya ng pagmamanupaktura na sumasama sa proseso ng Samsung nang walang pagkakasangkot sa IBM. Ngunit ang parehong Samsung at Globalfoundries ay nagtatrabaho pa rin sa IBM sa pamamagitan ng isang pangkat ng R&D sa Albany, NY na naggalugad ng mga pagpipilian para sa 10nm at higit pa.

Kung ang mga kumpanya ay maaaring aktwal na maihatid ang kanilang mga pangako, dapat nating makita ang nangungunang mga produkto ng mamimili gamit ang 28nm karamihan sa taong ito, 20nm sa susunod na taon, 14 o 16 nm sa 2016, at marahil 10nm sa 2017. Samantala, sinabi ng Intel na gumagawa ito ng 14nm sa dami ngayon, at dapat nating makita ito sa maraming mga produkto sa ikalawang kalahati ng taong ito, na may 10nm kasunod ng dalawang taon. Maaari itong gawin sa susunod na ilang taon na medyo kawili-wili, dahil maaari nating makita ang mga pagpapabuti sa lakas at kahusayan ng enerhiya sa aming mga produkto bawat taon.