Video: Integrated circuit scaling to 10 nm and beyond - Mark Bohr, Intel Senior Fellow (Nobyembre 2024)
Habang binibigyan ang napakaliit na detalye tungkol sa mga plano sa produksiyon nito sa hinaharap, ginamit ng Intel ang pulong ng mamumuhunan nitong nakaraang linggo upang bigyang-diin kung gaano kahalaga ang pagtingin nito sa Batas ng Moore, ang pahayag mula sa co-founder na si Gordon Moore na ang chip density ay doble tuwing dalawang taon. Pinag-uusapan ng kumpanya ang kung paano ang proseso ng paggawa ng 14nm, na ginagamit ngayon para sa Core M at paparating na mas malawak na mga linya ng Broadwell, ay nagpakita ng isang buong henerasyon ng pag-scale at sinabi na inaasahan nito ang mga katulad na scaling mula sa hinaharap na 10 at 7nm node, sa kabila ng pagtaas ng mga paggasta ng kapital na kinakailangan sa bawat node.
Sinimulan ng CEO na si Brian Krzanich ang pagpupulong sa pamamagitan ng pakikipag-usap tungkol sa kung paano maabot ang Batas ng Moore sa ika-50 taong anibersaryo sa susunod na taon at sinabi na ito ay nananatiling isa sa mga pangunahing estratehikong imperyal para sa kumpanya. "Tungkulin namin na ituloy ito hangga't maaari, " aniya.
Ngunit ito ay nahulog sa karamihan kay Bill Holt (sa itaas), pangkalahatang tagapamahala ng pangkat ng teknolohiya at pamamahala, upang ipaliwanag kung paano makukuha ang kumpanya doon.
Nabanggit ni Holt ang mga isyu na naidulot ng Intel sa teknolohiya ng 14nm, tandaan na tumagal ito ng higit sa 2.5 taon upang makuha ang proseso ng 14nm sa isang mahusay na ani, sa halip na ang normal na dalawang-taong cadence. Sa kasalukuyan, ang ani ng 14nm ay hindi pa rin kasing ganda ng nakuha ng kumpanya sa 22nm, ngunit ito ay "sa isang malusog na saklaw" at nagsisimula na makisama sa naunang proseso, na sinabi niya na ang pinakamataas na proseso ng ani ng Intel kailanman. Bilang isang resulta, sinabi niya, ang mga gastos sa pagmamanupaktura ng mga bahaging iyon ay medyo mas mataas sa Q4, na makakaapekto sa mga margin maaga sa susunod na taon, ngunit inaasahan niya na magbabago mamaya sa 2015. "Ang tunay na pagbawas ng gastos ay nananatiling posible sa isang masinsinang kapital, "Sabi ni Holt.
Kasunod ng ilang mga pagtatanghal na nakita ko sa Intel Developer Forum ilang buwan na ang nakalilipas, ipinaliwanag ni Holt kung bakit ang 14nm node ay isang tunay na pag-urong, kahit na sumang-ayon siya sa 14nm nomenclature ay mahalagang walang kahulugan. "Wala namang 14 tungkol doon, " aniya.
Ngunit kung ihahambing sa kanyang 22nm Haswell hinalinhan, ang pitch sa pagitan ng mga palikpik sa disenyo ng FinFET ay nabawasan sa 0.70x (na kung saan niya nabanggit ang layunin, dahil ang isang pagbawas ng 30 porsyento sa bawat sukat ay magreresulta sa isang buong paghihinto sa lugar ng isang mamatay, sa pag-aakalang ito ay may parehong bilang ng mga transistor), ngunit ang gate pitch ay nabawasan lamang sa 0.78x. Ngunit, nabanggit niya, ang interconnect pitch na naka-scale nang higit pa kaysa sa normal hanggang sa 0.65x (mula sa 80nm hanggang 52 nm) at ang kumbinasyon ay ginagawang ang buong chip malapit sa isang buong 50 porsiyento na mas maliit (lahat ng iba pang mga bagay ay pantay-pantay). Nabanggit niya na nag-iiba ito sa iba't ibang bahagi ng chip, na may scaling ng SRAM ng 0.54x, ngunit ang mga interconnect at graphics ay nagpapakita ng higit pang pag-scale.
Upang gawin ang gawaing ito, ang Intel ay gumawa ng mga transistor mula sa mas kaunti, mas magaan, at mas mahabang palikpik upang lumikha ng mga transistor. Sa madaling salita, hindi lamang naging mas malapit ang mga palikpik, mas mahaba na sila ngayon.
Ang iba pang mga pagbabago sa bersyon na ito ay kasama ang unang paggamit ng Intel ng "sinasadya" na mga gaps ng hangin sa pagitan ng mga sangkap, na nagpapagana ng mas mahusay na pagganap ng magkakaugnay.
Ang paghahambing ng isang 14nm Broadwell chip sa isang 22nm Haswell bersyon, sinabi ni Holt na ang bagong chip ay may 35 porsiyento na higit pang mga transistor - 1.3 bilyon-ngunit mas maliit na 37 porsyento, kaya't nagpapakita ito ng pagtaas ng 2.2x na pagdaragdag ng transistor density kasama ang mga labis na transistor patungo sa mga bagay tulad ng pinabuting pagganap ng graphics.
Sa pangkalahatan, aniya, kailangan mong "aktwal na makakuha ng scaling" upang mabawasan ang mga gastos - isang lugar kung saan sinabi ni Holt na naniniwala siya na ang Intel ay nauna sa mga kakumpitensya tulad ng Samsung at Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp. (TSMC). Sinabi niya na ang gastos sa bawat transistor ay bumababa pa rin at kahit na sa ibaba ng makasaysayang linya ng trend sa 14nm, at hinulaan na ito ay magpapatuloy sa ibaba ng linya sa 10nm at sa 7nm. At, aniya, ang mga bagong node ay magbibigay hindi lamang gastos, kundi pati na rin ang mga pagpapabuti sa pagganap. Hindi bababa sa pamamagitan ng 7nm, sinabi niya, "maaari naming magpatuloy upang maihatid ang mga pangako ng Batas sa Moore."
Sa isa pang pagtatanghal, ipinaliwanag ni Chief Financial Officer Stacy Smith ang mataas na halaga ng pagkuha sa bawat bagong node, na ipinakita ang kamag-anak na paggasta ng kapital na kinakailangan upang makagawa ng bawat node. Sinabi niya na lalo itong tumigas at mas malakas ang kapital.
Nabanggit niya na nagkaroon ng "uptick" sa mga gastos na nagsisimula sa 22nm, dahil sa pangangailangan ng multi-patterning (ang pangangailangan na gumamit ng lithography nang maraming beses sa ilang mga patong ng mamatay), ngunit sinabi na ang bilang ng wafer nagsisimula ay bumaba na dahil ang 32nm node dahil ang timbang na average na laki ng mamatay ay mas maliit na ngayon. Gayunman, sa pangkalahatan, ang 14nm node ay tungkol sa 30 porsyento na higit na masinsinang kapital kaysa sa nakaraang henerasyon, ngunit ang pangunahing chip ay 37 porsiyento na mas maliit.
Sa kabuuan, ang Intel ay gagastos ng halos $ 11 bilyon sa mga gastos sa kapital sa 2014 na may mga plano na gumastos ng halos $ 10.5 bilyon sa 2015. Halos $ 7.3 bilyon ng gastos sa 2014 ay para sa pagbuo ng kapasidad sa pagmamanupaktura, kasama ang natitirang pagpunta sa pananaliksik at pag-unlad para sa mga hinaharap na node at para sa pag-unlad ng 450mm wafers at karaniwang mga gastos sa korporasyon tulad ng mga gusali ng opisina at computer.
Ang mga gastos ay napakarami, aniya, sa bahagi na kung bakit mayroon na ngayong apat na mga kumpanya sa mundo na lumilikha ng nangungunang mga lohika na paggawa: Intel, Global Foundries, Samsung, at TSMC.
Sa mga katanungan pagkatapos ng kanilang mga pagtatanghal, ang mga executive ng Intel ay maingat na huwag magbigay ng labis na impormasyon. Nagtanong tungkol sa mga gastos at posibilidad ng paglipat sa lVograpiya ng EUV, sinabi ni Holt na ang tsart ng gastos ay "sinasadyang hindi maliwanag" dahil hindi nila alam kung gaano kalayo sa ibaba ang makasaysayang gastos sa bawat linya ng transistor sa susunod na mga node. Sinabi niya na naniniwala siya na makakakuha sila sa ibaba ng linya nang walang EUV, "ngunit ayaw ko."
Sinabi ni Krzanich na iniisip ng kumpanya na nilagdaan nito ng labis ang mga hangarin nito sa industriya tungkol sa mga plano nitong 14nm, kaya "medyo mas masinop tayo sa paglabas ng impormasyon" tungkol sa mga bagong node sa pagmamanupaktura. Hindi niya gagawin ang pamilyar na kadahilanan ng Tick / Tock ng kumpanya na ilalabas ang isang bagong proseso ng node sa isang taon at isang bagong arkitektura sa susunod na taon, bagaman sinabi ni Smith na ang kumpanya ay inaasahan na nasa isang "medyo normal na kadalisayan" at "ay pag-uusapan ang 10 nm sa susunod na 12 o 18 buwan kung naaangkop. "
3D NAND at ang Daan sa 10TB SSDs
Sa isa pang lugar ng teknolohiya, si Rob Crooke, pangkalahatang tagapamahala ng Non-Volatile Memory Solutions Group ng Intel (sa itaas), ay tumalakay sa mga bagong teknolohiya sa 3D sa paggawa ng mga NAND flash chips na ginamit sa SSD at mga katulad na aparato. Iminungkahi niya na ang mga aparato ng solid-state ay "lamang sa simula ng curve ng pag-aampon" at sinabi na ang data ay nais na maging mas malapit sa CPU na may lamang mga ekonomiya na pinipigilan ang mga ito.
Nabanggit niya na ang Intel ay gumawa ng unang SSD - isang 12 megabyte model - pabalik noong 1992 at sinabi na ang kasalukuyang teknolohiya ay 200, 000 beses na mas siksik ngayon. Ang kasalukuyang teknolohiya ng Intel - na binuo sa isang magkasanib na pakikipagsapalaran sa Micron - lumikha ng isang 256 gigabit NAND memory chip na gumagamit ng 3D na teknolohiya. Sa teknolohiyang ito, ang memorya ay gaganapin sa mga cube ng transistors sa halip na tradisyonal na disenyo ng "checkerboard" at nagsasangkot ng 32 layer ng mga materyales na may tungkol sa 4 bilyong butas para sa pag-iimbak ng mga bit. Bilang isang resulta, sinabi niya, maaari kang lumikha ng 1 terabyte ng imbakan sa mga 2mm at higit sa 10TB sa isang tradisyonal na kadahilanan ng form ng SSD.
Bilang karagdagan sa maliit na sukat, sinabi ni Crooke na ang SSD ay nag-alok ng malaking pagpapabuti ng pagganap, na sinasabi na 4 na pulgada ng pag-iimbak ng NAND ay maaaring maghatid ng 11 milyong IOPS (input / output operasyon sa bawat segundo), na kung saan ay mangangailangan ng 500 talampakan ng tradisyonal na hard drive. (Nabanggit niya na habang ang mga hard drive ay patuloy na nakakakuha ng mas siksik, hindi talaga sila nakakuha ng bilis.)
