Ang batas ni Moore sa paglipat

Kung kailangan namin ng kumpirmasyon na ang paglipat sa susunod na hakbang sa Batas ng Moore ay lumala nang mas mahirap, anunsyo ng Intel noong nakaraang linggo na ang 10nm chips nito ay maaantala hanggang sa ikalawang kalahati ng 2017 ay tila napatunayan ang kaso. Gayunpaman, ang kamakailang mga anunsyo mula sa isang bevy ng iba pang mga kumpanya sa kumperensya ng Semicon West noong nakaraang linggo ay nagpapahiwatig na ang mga ulat ng pagkamatay ng Batas ay labis na pinalaki.

Ang Intel CEO Brian Krzanich ay inihayag ang pagkaantala ng 10nm sa panahon ng tawag sa ikalawang quarter ng kumpanya. Ang mga chips ay dati nang inaasahan sa pagtatapos ng susunod na taon o maagang 2017. Samantala, ang pangalawang linya ng 14nm ng kumpanya - ang ika-anim na henerasyon na processor ng Kilala na kilala bilang Skylake - ay kwalipikado at dapat simulan ang pagpapadala ngayong quarter (kasunod ng pagpapakilala ng una Ang mga produktong 14nm, na kilala bilang Broadwell, sa isang solong bersyon sa pagtatapos ng nakaraang taon, at mas malawak nang mas maaga sa taong ito). Ayon kay Krzanich, magkakaroon ng isa pang 14nm chip pamilya na kilala bilang Kaby Lake, na binuo gamit ang arkitektura ng Skylake na may ilang mga pagpapahusay sa pagganap, dahil sa pangalawang kalahati ng 2016, habang ang unang produkto ng 10nm, na kilala bilang Cannonlake ay nakatakdang dumating sa pangalawang kalahati ng 2017.

Alalahanin na ang paglipat mula 22nm hanggang 14nm ay katulad ng naantala, kasama ang Krzanich na binabanggit ang kahirapan ng lithography at ang bilang ng mga hakbang na multi-patterning na kinakailangan kapag lumilipat sa bawat bagong node bilang sanhi ng pagkaantala. Nabanggit niya na ang Intel ay ipinagpalagay na 10nm chips ay hindi gagawa ng matinding teknolohiya ng ultraviolet lithography (EUV), na ginagawa nitong pinakamahabang panahon sa paggawa ng chip nang walang pagbabagong anyo ng lithography.

Sa pangkalahatan, sinabi niya, ang Intel ngayon ay ipinapalagay na aabutin ng 2.5 taon sa pagitan ng mga proseso ng node (tandaan na ipinadala ng Intel ang unang 22nm "Ivy Bridge" chips sa unang bahagi ng 2012).

Sinabi ni Krzanich na habang gumagalaw ang Intel mula 10nm hanggang 7nm, "palagi silang magsisikap na bumalik sa dalawang taon" sa pagitan ng mga node. At sinabi niya na susubaybayan ng Intel ang kapanahunan ng EUV, mga pagbabago sa agham ng mga materyales, at ang pagiging kumplikado ng produkto kapag gumagawa ng desisyon sa tiyempo.

Muling nagre-reiter ang TSMC ng 10nm sa unang bahagi ng 2017

Kung ang lahat ng nagmumungkahi ng Batas ng Moore ay nagpapabagal, ang balita mula sa mga foundry ng semiconductor, na gumagawa ng mga chips para sa mga kumpanya ng semiconductor tulad ng Qualcomm, MediaTek, at Nvidia, ay nagpapahiwatig na ang mga bagay ay nagpapabilis. O r kahit na isinasara nila ang agwat nang kaunti sa Intel.

Ang Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp. (TSMC), ang pinakamalaking batayan sa buong mundo, ay nagsabi na nasa track na ipadala ang 10nm sa unang quarter ng 2017. Sinabi ng TSMC na nagsimula ito sa dami ng paggawa ng mga unang processors na 16nm FinFET sa ikalawang quarter, na may mga padala na nagsisimula ito buwan. (Nangangahulugan ito na ang mga padala sa mga customer ng TSMC, hindi mga gumagamit ng katapusan; hindi pa namin nakita ang naturang chip na naipadala sa panghuling produkto, kahit na inaasahan namin na sa susunod na ilang buwan.)

Sinabi ng co-CEO ng TSMC na si Mark Liu na ang proseso ng 10nm sa pagsubaybay sa tunay na paghahatid ng produkto sa unang bahagi ng 2017. Sinabi niya na ang 10nm na bahagi ay magiging 15% nang mas mabilis sa parehong kabuuang lakas, o gumamit ng 35% mas kaunting lakas sa parehong bilis, na may higit pa kaysa sa doble ng density ng gate ng proseso ng 16nm.

Kung naganap ang lahat, ang mga produktong gawa sa proseso ng 10mm ng TSMC ay maaaring makapasok sa merkado sa isang quarter o higit pa bago ang ginawa sa proseso ng 10nm ng Intel, na magiging isang malaking pag-ikot sa industriya. Paalala, gayunpaman, na inihayag ng TSMC ang mga pagkaantala sa nakaraan: kaunti pa kaysa sa isang taon na ang nakalilipas, sinabi nito na inaasahan ang produksyon ng peligro ng 10nm na magsisimula sa katapusan ng 2015, at sinipi ang mas agresibo na bilis at mga target ng lakas.

Samantala, ang iba pang malaking pangunahing nangungunang chip foundry, Samsung, ay nagsabing magsisimula ito ng mass production ng 10nm chips sa pagtatapos ng 2016. Ipinadala ng Samsung ang una nitong 14nm FinFET na produkto, ang Exynos 7 Octa mas maaga sa taong ito sa mga teleponong Galaxy S6 nito. Iyon ay bahagyang lamang pagkatapos ng unang pagpapadala ng dami ng 14nm ng dami ng Intel (kahit na ang dalawang proseso ay medyo magkakaiba), isang malaking pagbabago mula sa panahon kapag ang Intel ay may isang mahabang humantong sa proseso ng teknolohiya.

May lisensya din ang Samsung sa 14nm na teknolohiya sa GlobalFoundries, na sinabi na ito ay magiging sa dami ng rampa ng 14nm na teknolohiya sa susunod na taon. Ang mga kostumer ng GlobalFoundries ay may kasamang AMD, na inaangkin na plano nitong ilunsad ang teknolohiya ng 14nm FinFET sa iba't ibang mga produkto sa kurso ng 2016, at kamakailan ay nakuha ang paggawa ng chip-paggawa ng IBM.

Nag-aalok ang GlobalFoundries ng 22nm FD-SOI

Plano rin ng GlobalFoundries na mag-alok ng ibang solusyon na tinatawag na 22nm FD-SOI (ganap na maubos na silikon-on-insulator), inihayag noong nakaraang linggo. Ang prosesong ito ay gumagamit ng mga maginoo na planar transistors, sa halip na mga 3D FinFET, ngunit narito ang mga ito ay gawa sa ibang uri ng wafer na kilala bilang SOI. Sinasabi ng GlobalFoundries na sa pamamaraang ito ay makagawa ito ng mga chips na naghahatid ng mas mahusay na pagganap at mas mababang lakas kaysa sa karaniwang ginagamit na proseso ng 28nm planar sa isang maihahambing na gastos (at mas mababang gastos kaysa sa 14nm FinFETs, na nangangailangan ng maraming mga pagpasa gamit ang 193nm immersion lithography). Sinabi ng GlobalFoundries na ang proseso ay nagreresulta sa isang 20% ​​na mas maliit na laki ng mamatay kumpara sa 28nm.

Habang ang tela ay nagsabing ang FinFET ay nagbibigay ng mas maraming pagganap, at kinakailangan sa ilang mga aplikasyon, naniniwala ito na ang bagong proseso ay angkop din para sa mainstream mobile, Internet of Things, RF, at mga merkado sa networking. Kung ikukumpara sa mga produktong 14nm FinFET, sinabi ng GlobalFoundries na ang proseso ay nangangailangan ng halos 50% mas kaunting mas kaunting paglulubog ng lithography layer, na mabawasan ang gastos.

Ang Samsung pati na rin ay nagpaplano ng isang FD-SOI alay, kahit na sa 28nm.

Karagdagang paagusan, IBM at ang mga kasosyo nito kamakailan ay inihayag na gumawa sila ng 7nm test chips sa isang lab, kahit na siyempre mayroong isang mahabang paraan sa pagitan ng lab at paggawa ng lakas ng tunog.

Nagpapakita ang Semicon West ng Mga Bagong Kasangkapan

Ang kinabukasan ng paggawa ng chip ay naging paksa din sa kumperensya ng Semicon West noong nakaraang linggo, kung saan tinalakay ng mga gumagawa ng kagamitan sa semiconductor ang pag-unlad na kanilang ginawa sa bagong teknolohiya.

Tila may pangkalahatang pinagkasunduan tungkol sa lohika ng lohika bagaman hindi maliwanag ang tiyempo. Ang susunod na hakbang ay malamang na maging isang paglipat sa mga alternatibong materyales, sa partikular na mga bagong materyales sa channel (tulad ng mga ginamit ng IBM sa 7nm test chip), tulad ng silikon na germanium (SiGE) at indium gallium arsenide (InGaAs). Ang naisip ay ang mga naturang materyales ay mapapalawak ang paggamit ng mga disenyo ng FinFET para sa isa pang pares ng henerasyon, at pagkatapos ang industriya ay maaaring lumipat sa isang bagong istruktura ng transistor, marahil sa gate-all-around transistors na kung minsan ay tinatawag na nanowires, sa isang lugar sa paligid ng 5nm node.

Sa lithography, sinabi ng ASML na ang target nito para sa kagamitan ng EUV ay 1, 000 wafers bawat araw sa isang pagkakaroon ng 50%, at nasa target din na handa ang EUV para sa 7nm produksyon, kahit na gagamitin lamang ito para sa lima hanggang 10 kritikal na mga layer at 193nm lithography ay gagawin pa rin ang karamihan ng gawain. Ang pagkakaroon ng naunang inihayag na ang isang hindi pinangalanan ng customer ng US - ipinapalagay na Intel ng halos lahat ng mga tagamasid - ay sumang-ayon na bumili ng 15 EUV lithography tool, kinumpirma ng ASML na ang Intel ay talagang bumili ng anim na mga sistema, na may dalawang naihatid sa taong ito.

Habang ang karamihan sa talakayan ng Batas ng Moore ay nasa paligid ng mga logic chips, dapat itong tandaan na ang mga memory chips ay nasa paglipat din. Ang DRAM pag-urong ay bumagal nang husto. Karamihan sa mga gumagawa ngayon ay nasa paglipat sa 20nm DRAM na may isa o dalawa pang henerasyon na naiwan. Ang anumang karagdagang pagsulong sa density o gastos ay pagkatapos ay darating mula sa karagdagang kapasidad ng pagmamanupaktura, mas malalaking sukat ng wafer (450mm), pag-stack ng 3D chip (Hybrid Memory Cubes), o marahil sa huli ay isang bagong uri ng memorya ng kabuuan tulad ng MRAM.

Sa memorya ng flash ng NAND, medyo naiiba ang sitwasyon. Ang memorya ng flash ng NAND ay nasa ibaba ng 20nm at tulad ng DRAM, nauubusan ito ng silid upang masukat nang higit pa, ngunit sa kasong ito mayroong isang malinaw na alternatibo. Ang mainit na paksa ay ang 3D NAND, na gumagamit ng maraming mga layer ng mga cell ng memorya na yari sa manipis at magkakatulad na pelikula. Ang mga tampok na sukat ng mga indibidwal na mga cell ay hindi na kailangang maging napakaliit (nakakarelaks sila pabalik sa paligid ng 40-50nm), ngunit ang density ay patuloy na sukat-potensyal sa 1 terabit sa isang chip-sa pamamagitan ng pagdaragdag ng higit pang mga layer. Ang lithograpiya ay mas madali, ngunit nangangailangan ito ng mas advanced, mga tool na antas ng atomic para sa pagdeposito at pag-ukit sa mga pagdala ng memorya na ito.

Ang Samsung ay nasa dami ng paggawa, at ang pangalawang henerasyong 3D NAND na may 32 layer ay maaaring mag-pack ng hanggang sa 128Gb (16GB) sa isang solong chip. Sa linggong ito Samsung inihayag ng isang bagong henerasyon ng 6Gbps enterprise SSDs na maaaring mag-imbak ng hanggang sa 3.86TB ng data sa isang 2.5-pulgadang form factor, gamit ang mga 128Gb chips. Parehong ang alyansa ng Micron / Intel at SK Hynix ay inaasahang magsisimula ng mass production ng 3D NAND sa susunod na taon. Inaangkin ng Micron at Intel na ang kanilang air-gap na teknolohiya ay magbibigay-daan sa kanila upang makagawa ng mas matitinding chips, simula sa 256Gb at 384Gb, habang ang mga plano ng SK Hynix ay gumamit ng 36 layer, na sinusundan ng 48 layer sa susunod na taon, upang masukat ang density. Ang Toshiba at SanDisk ay susunod sa susunod na taon. Sa Semicon West, sinabi ng mga kumpanya ng kagamitan na ang paglipat sa 3D NAND ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa inaasahan, at sa pamamagitan ng ilang mga pagtatantya, 15 porsiyento ng kapasidad ng mundo sa pamamagitan ng mga bits ay lumilipas sa pagtatapos ng taong ito.