Samsung ja TSMC saivat valmiiksi seuraavan sukupolven EUV-prosessien kehitystyöt

[Kaotik]

Puolijohdevalmistajia on jäljellä enää muutama, mutta se ei ole hidastanut yhtiöiden halua kehittää uusia, aiempaa pienempiä prosesseja. Tällä kertaa uusista prosesseistaan ovat ilmoittaneet Samsung ja TSMC.

Samsungin mukaan se on saanut valmiiksi kehitystyön 5 nanometrin FinFET-prosessin tiimoilta ja on valmis aloittamaan asiakaspiirien samplauksen prosessilla. Uusi prosessi hyödyntää EUV-litografiaa (Extreme UltraViolet), mikä mahdollistaa aiempaa pienempien yksityiskohtien valottamisen vähemmillä maskeilla, kuin perinteiset prosessit.

Yhtiön mukaan sen 5 nanometrin prosessi parantaa suorituskykyä 10 % samalla tehonkulutuksella tai tarjoaa saman suorituskyvyn 25 % pienemmällä tehonkulutuksella 7 nanometriin nähden pakaten samalla transistorit 25 % aiempaa pienempään tilaan. 5 nanometrin prosessi käyttää ilmeisesti samoja suunnittelusääntöjä kuin 7 nanometrin prosessi, mikä tekee uusien piirien kehitystyöstä nopeampaa.

Lisäksi Samsung kertoi kehittäneensä kustomoidun 6 nanometrin EUV-prosessin, jolla on onnistuneesti tuotettu jo ensimmäiset sirut.

TSMC on puolestaan esitellyt uuden 6 nanometrin valmistusprosessin. Samsungin 5 nm:n tapaan TSMC:n uusi FinFET-prosessi hyödyntää EUV-litografiaa.

Yhtiön mukaan sen 6N:ksi nimetty uusi prosessi parantaa transistorien tiheyttä 18 %, mutta se ei ole paljastanut mitä prosessilta voidaan odottaa suorituskyvyn ja tehonkulutuksen osalta. 6N-prosessi käyttää samoja suunnittelusääntöjä kuin aiempi 7N+-EUV-prosessi, mikä helpottaa asiakkailta vaadittavaa kehitystyötä uuteen prosessiin siirryttäessä.

TSMC:n 6N-prosessi siirtyy riskituotantoon ensi vuoden ensimmäisellä neljänneksellä.

Lähteet: Samsung, TSMC

Huom! Foorumiviestistä saattaa puuttua kuvagalleria tai upotettu video.

Linkki alkuperäiseen uutiseen (io-tech.fi)

Palautelomake: Raportoi kirjoitusvirheestä

 

[L2K2]

Yhtiön (Samsungin) mukaan sen 5 nanometrin prosessi parantaa suorituskykyä 10 % samalla tehonkulutuksella tai saman suorituskyvyn 25 % pienemmällä tehonkulutuksella 7 nanometriin nähden pakaten samalla transistorit 25 % aiempaa pienempään tilaan. 5 nanometrin prosessi käyttää ilmeisesti samoja suunnittelusääntöjä kuin 7 nanometrin prosessi, mikä tekee uusien piirien kehitystyöstä nopeampaa.

Hyvin on ainakin ”nanometri-inflaatio” jatkunut. Pakkaustiheyden pitäisi tuplautua tuolla askeleella, eikä vain nousta tuon 1/0,75–1 = 33 %... (ts. pinta-alan pudota 50 % eikä vain 25 %)

Tuo 25 % pienempi pinta-ala ei olisi edes vielä aivan edes täysi hyppy ”7 nm” -prosessista ”6 nm” -prosessiin, mutta olisi sentään hyväksyttävän lähellä sitä laskennallista 26,5 % pudotusta koko piirin pinta-alassa. (Oletan siis tässä vieläpä, että ovat laskeneet vain transistorien kokoja, eikä koko piiriä.)

Yhtiön (TSMC:n) mukaan sen 6N:ksi nimetty uusi prosessi parantaa transistorien tiheyttä 18 %, mutta se ei ole paljastanut mitä prosessilta voidaan odottaa suorituskyvyn ja tehonkulutuksen osalta. 6N-prosessi käyttää samoja suunnittelusääntöjä kuin aiempi 7N+-EUV-prosessi, mikä helpottaa asiakkailta vaadittavaa kehitystyötä uuteen prosessiin siirryttäessä.

Josta päästäänkin tähän 18 % hyppyyn, joka on hieman vaatimaton ollakseen edes tuo puolikas askel pienempään kokoon.

 

[lein]

Mitä näistä uutisista olen ymmärtänyt, niin 6, 5 ja 4 nanometrin prosessit tuovat pieniä parannuksia 7 nanometriin verrattaessa ja seuraava suurempi askel tulee sitten 3 nanometrissä finfeteistä vaihdettaessa.

Voi olla aika hiljaista muutama vuosi, kun ollaan saatu prosessorit ja näytönohjaimet 7 nanometriin.

 

[ANTI_L]

Itse ymmärsin nämä nykyprosessit niin, että tuo nanometriluku kertoo jonkin pienimmän vedon tms. leveyden eikä tarkoita esim. transistorin kokonaisleveyttä, eli tuo nykynumero ei sisällä edes vetojen tms. välistä matkaa kuten joskus aikanaan, eli ei kerro mitään ellei tiedä koko totuutta ko. prosessista.

 

[hkultala]

Itse ymmärsin nämä nykyprosessit niin, että tuo nanometriluku kertoo jonkin pienimmän vedon tms. leveyden eikä tarkoita esim. transistorin kokonaisleveyttä, eli tuo nykynumero ei sisällä edes vetojen tms. välistä matkaa kuten joskus aikanaan, eli ei kerro mitään ellei tiedä koko totuutta ko. prosessista.

Ei.

Sillä luvulla ei ole nykyään mitään tekemistä prosessin minkään oikeiden mittojen kanssa. Se on täysin markkinoinnin keksimä luku.

 

[ANTI_L]

Itse ymmärsin nämä nykyprosessit niin, että tuo nanometriluku kertoo jonkin pienimmän vedon tms. leveyden eikä tarkoita esim. transistorin kokonaisleveyttä, eli tuo nykynumero ei sisällä edes vetojen tms. välistä matkaa kuten joskus aikanaan, eli ei kerro mitään ellei tiedä koko totuutta ko. prosessista.

Ei.

Sillä luvulla ei ole nykyään mitään tekemistä prosessin minkään oikeiden mittojen kanssa. Se on täysin markkinoinnin keksimä luku.

Eli on menty täysin markkinapäähän näiden numeroiden kanssa. Vähän lähtenyt lapasesta homma sen jälkeen kun itse vielä olin kiinnostunut valmistusprosesseista, mutta toisaalta eipä jaksa itseä enää paljoa nämä "uudet" prosessit kiinnostaa, kun ei ole enää sellaisia 2000-luvun vaihteessa ollutta intoa lukea ja opiskella noita prosesseja.

 

[TuBBe]

Koskahan viimeksi on tullut jokin oikea edistysaskel näissä prosesseissa eikä vain markkinamiesten jokavuotinen nanometrin viilaus? Intel toki on helvetisti jäljessä nm luvussa ja varmaan jo muutenkin mutta onko nämä kilpailijoiden prosessit sitten lopulta niin paljoa edellä kuin mitä tämä heidän kehitystahtinsa antaisi ymmärtää?

 

[hkultala]

Koskahan viimeksi on tullut jokin oikea edistysaskel näissä prosesseissa eikä vain markkinamiesten jokavuotinen nanometrin viilaus? Intel toki on helvetisti jäljessä nm luvussa ja varmaan jo muutenkin mutta onko nämä kilpailijoiden prosessit sitten lopulta niin paljoa edellä kuin mitä tämä heidän kehitystahtinsa antaisi ymmärtää?

Intel on perässä lukemissa eniten sen takia, että intel valehtelee niissä vähemmän kuin GF , Samsung ja TSMC.

Intelin "14nm" on selvästi pienempi kuin TSMCn tai Globalfoundriesin "12nm", ja Intelin "10nm" on käytännössä hyvin samankokoinen kuin TSMCn "7nm".

Ennen kuin TSMC sai "7nm" prosessinsa tuotantoon, intelillä oli kehittynein valmistustekniikka käytössään.

Ja kyllä niissä on oikeaa edistystäkin tapahtunut, tuo TSMCn "7m" vaikka ei ansaitsisi tuota "7nm" nimeä on kuitenkin hiukan yli tuplasti tiheämpi kuin nuo "12nm" tai "14nm" prosessit (ja senhän siis pitäisi olla neljä kertaa tiheämpi kuin "14nm" prosessi, jos numerot pitäisivät paikkaansa).

Nuo "12nm" prosessit sen sijaan ovat koon suhteen kusetusta, ne on vaan "14nm" tai "16nm" prosessien viilaamista niiden geometriaa pienentämättä, yhdistettynä enemmän koko-optimoituihin solukirjastoihin.

Ja TSMC on juuri ottamassa käyttöön tuo EUV-valotuksen joka on kyllä ihan merkittävä tekninen edistysaskel sen kannalta, että miten nuo toteutetaan.

 

[love_doctor]

Koskahan viimeksi on tullut jokin oikea edistysaskel näissä prosesseissa eikä vain markkinamiesten jokavuotinen nanometrin viilaus? Intel toki on helvetisti jäljessä nm luvussa ja varmaan jo muutenkin mutta onko nämä kilpailijoiden prosessit sitten lopulta niin paljoa edellä kuin mitä tämä heidän kehitystahtinsa antaisi ymmärtää?

Mitäköhän ajat takaa? Prosessit ovat kutistuneet aika samalla kaavalla kymmeniä vuosia. Nyt on hiukan hidastumista ollut viime vuosina, mutta periaate on ihan sama. Ongelma on enemmän siinä, että pienempi nm-luku ei näy tehokkuuden tuplaantumisena kuten ennen vanhaan, joten laitteiden päivityksellä ei saa automaattista teholisää aina.

 

[hkultala]

Mitäköhän ajat takaa? Prosessit ovat kutistuneet aika samalla kaavalla kymmeniä vuosia. Nyt on hiukan hidastumista ollut viime vuosina, mutta periaate on ihan sama. Ongelma on enemmän siinä, että pienempi nm-luku ei näy tehokkuuden tuplaantumisena kuten ennen vanhaan, joten laitteiden päivityksellä ei saa automaattista teholisää aina.

Eivät ole kutistuneet samalla kaavalla. Vain markkinointilukemat ovat kutistuneet samalla kaavalla, mutta todellinen prosessin pienentyminen on hidastunut selvästi.

A) viime vuosituhannella se nanometrilukema oikeasti tarkoitti jotain oikeaa fyysistä mittaa siellä, nykyään ei

B) vielä reilut viitisen vuotta sitten sen nanometrilukeman pienetessä logiikka oikeasti pieneni siinä samassa suhteessä kuin mitä siitä nanometrilukemasta voisi olettaa. Tämä ei ole TSMCllä, Samsungilla ja GFllä pitänyt paikkaansa enää "16nm" ja "14nm" prosesseissa, jota ovat mitoiltaan ja logiikan tiheydeltään hyvin lähellä näiden valmistajien "20nm" prosesseja, vaikka "14nm" prosessin pitäisi mahdollistaa tuplasti suurempi tiheys kuin mitä "20nm" mahdollistaa. Ja näissä "7nm" prosesseissa sama lukemien deflaatio jatkuu, "7nm" prosessin pitäisi olla 5.2 kertaa tiheämpi kuin "16nm" prosessin, mutta esim. SRAM-solun koolla mitattuna se on vain 2.7 kertaa tiheämpi.

Intelillä tämä edelleen pitää melkein paikkansa, tai menee paljon lähemmäs.

 

[DiamondTear]

Tuleekohan tämä kehitys pian liian kalliiksi saavutettuun hyötyyn nähden? Voisiko parempaa vastinetta saada pistämällä rahat johonkin muuhun kehityskohteeseen.

 

[love_doctor]

Eivät ole kutistuneet samalla kaavalla. Vain markkinointilukemat ovat kutistuneet samalla kaavalla, mutta todellinen prosessin pienentyminen on hidastunut selvästi.

A) viime vuosituhannella se nanometrilukema oikeasti tarkoitti jotain oikeaa fyysistä mittaa siellä, nykyään ei

B) vielä reilut viitisen vuotta sitten sen nanometrilukeman pienetessä logiikka oikeasti pieneni siinä samassa suhteessä kuin mitä siitä nanometrilukemasta voisi olettaa. Tämä ei ole TSMCllä, Samsungilla ja GFllä pitänyt paikkaansa enää "16nm" ja "14nm" prosesseissa, jota ovat mitoiltaan ja logiikan tiheydeltään hyvin lähellä näiden valmistajien "20nm" prosesseja, vaikka "14nm" prosessin pitäisi mahdollistaa tuplasti suurempi tiheys kuin mitä "20nm" mahdollistaa. Ja näissä "7nm" prosesseissa sama lukemien deflaatio jatkuu, "7nm" prosessin pitäisi olla 5.2 kertaa tiheämpi kuin "16nm" prosessin, mutta esim. SRAM-solun koolla mitattuna se on vain 2.7 kertaa tiheämpi.

Intelillä tämä edelleen pitää melkein paikkansa, tai menee paljon lähemmäs.

Kaipa se sitten on näin. Olen vaan ajatellut, että TSMC/Samsung/GF ovat vaan pysyvästi merkinnöissä yhden pykälän takanapäin erilaisen laskutavan takia. Olen joskus plottaillut wikichipin datan perusteella esim. Intelistä ja verrannut miten luonnollinen logaritmikäyrä menisi. Ei nyt ihan täydellisen hyvin ole skaalautunut, mutta kyllä minusta aika hyvin. Tuossa esim. jonkinmoinen kuvaaja Intelin CPP-arvoista (wikichip) ja vastaava aikajanalle skaalattu logaritminen kehitys, jonka kulmakerroin kehitelty päätepisteistä.

 

[hkultala]

Kaipa se sitten on näin. Olen vaan ajatellut, että TSMC/Samsung/GF ovat vaan pysyvästi merkinnöissä yhden pykälän takanapäin erilaisen laskutavan takia.

ei; Esim. TSMCn/Samsungin/GFn "28nm" oli selvästi tiheämpi prosessi kuin Intelin "32nm". Tuolloin ne menivät tiheyden suhteen melko "samassa kohtaa. Intelillä vaan oli jo tuolloin parempi suorituskyky prosessissaan; Intelin prosessit olivat tuolloin optimoitu selvästi enemmän maksiminopeutta silmälläpitäen kuin muiden, muilla taas tiheyden suhteen.

Tai oikeastaan on mennyt siten, että Intelillä oli aiemmin kehittyneempi prosessi, mutta ei pienempi, ja intel käytti sen teknologiaetunsa siihen että teki samankokoista mutta nopeampaa kuin kilpailijat.

Samoin TSMCn "20nm" oli tiheämpi prosessi kuin Intelin "22nm" prosessi, mutta TSMCn ja "20nm" sukkasi suorituskyvyltään, "16nm" on TSMCllä lähinnä FinFETeillä korjattu "20nm" prosessi, tosin logiikan tiheyttä saatiin inasen parannettua ottamalla 9T-kirjastojen sijaan 7.5T-kirjastot.

Eli homma meni metsään siinä, että kun se TSMCn (ja GFn) 20nm bulk-prosessi oli niin onneton suorituskyvyltään, että kun se korjattiin ja saatiin paljon parempi suorituskyky(mutta vain inasen parempi tiheys), meni markkinointi sitten pienentämään numeroa selvästi. Olisi ollut huonoa markkinointia markkinoida sitä rehellisesti, että "tämä on se toimiva 20nm prosessi kun tuo vanha/nykyinen 20nm prosessimme on hirveää sutta".

GFllä se "20nm" bulk-prosessi oli niin onneton että se peruttiin kokonaan ja "14nm" lisensoitiin samsungilta.

Intel taas teki "22nm" prosessinsa kerralla FinFETeillä ja toimivana. Ei tarvinnut sitten myöhemmin korjata ja valehdella pienentämällä numeroa sitä korjatessa.

Olen joskus plottaillut wikichipin datan perusteella esim. Intelistä ja verrannut miten luonnollinen logaritmikäyrä menisi. Ei nyt ihan täydellisen hyvin ole skaalautunut, mutta kyllä minusta aika hyvin. Tuossa esim. jonkinmoinen kuvaaja Intelin CPP-arvoista (wikichip) ja vastaava aikajanalle skaalattu logaritminen kehitys, jonka kulmakerroin kehitelty päätepisteistä.

Intelillä melko hyvin, mutta plottaapas vastaava TSMCltä tai GFltä...

 

[Later]

Tuleekohan tämä kehitys pian liian kalliiksi saavutettuun hyötyyn nähden? Voisiko parempaa vastinetta saada pistämällä rahat johonkin muuhun kehityskohteeseen.

Onhan näin jo osin tapahtunut. GloFo ja UMC ovat lopettaneet pienempien viivanleveyksien aktiivisen kehittämisen. Intel on hidastanut tahtia ja 10 nm saattaa jäädä sen (pitkäksi aikaa) viimeiseksi valmistusprosessiksi.

TSMC:n entinen ylipäällikkö Morris Chang on todennut Mooren lain tulevan päätöksen ensi vuosikymmenen puolivälin aikoihin. Syy ei niinkään ole, ettei prosesseja pystyttäisi edelleen pienentämään, vaan taloudelliset reaaliteetit.

Pienemmät prosessit tulevat yhä kalliimmiksi ja tarve niille yhä vähäisemmäksi. Nytkin kovin kysyntä kohdistuu kypsempiin valmistusprosesseihin, kun autoelektroniikka, IoT-laitteet, teollisuuden automaatiojärjestelmät jne. tarvitsevat valtavia määriä vanhemmalla tekniikalla valmistettuja piisiruja. Tämän vuoksi TSMC ilmoitti vastikään rakentavansa 15 vuoteen ensimmäisen uuden 8" kiekkoja prosessoivan tehtaan.

 

[vemkki]

Onhan näin jo osin tapahtunut. GloFo ja UMC ovat lopettaneet pienempien viivanleveyksien aktiivisen kehittämisen. Intel on hidastanut tahtia ja 10 nm saattaa jäädä sen (pitkäksi aikaa) viimeiseksi valmistusprosessiksi.

Intel on kyllä ilmoittanut, että 7 nm prosessi on aikataulussaan, ja että 10 nm prosessin ongelmat eivät vaikuta siihen.

 

[svk]

Intel on hidastanut tahtia ja 10 nm saattaa jäädä sen (pitkäksi aikaa) viimeiseksi valmistusprosessiksi.

saas nähä kuinka pitkäksi aikaan. Ainakin seuraava askel, eli 7nm EUV prosessi oli vielä muutama kuukausi sitten aikataulussa Intel: 10 nanometrin prosessi huhtikuussa 2019, 7 nm:n EUV-prosessi aikataulussaan - io-tech.fi

 

[Later]

En usko ennen kuin näen. AMD ja Intel ovat siirtymässä chipletien käyttöön prosessoreissaan ja tarvitsevat jatkossa yhä vähemmän viimeistä huutoa olevaa kapasiteettia. Esim. Zen 2 chiplet on piipinta-alaltaan kolmasosa edeltäjästään. Vaikka Intelillä onkin resursseja kehittää pienempiä valmistusprosesseja, ei tämä tunnu millään lailla järkevältä. Parempi vaan ostaa koko ajan vähenevä tarve kaikkein pienimmille viivanleveyksille Samsungilta/TSMC:ltä. Omat tehtaat jäävät sitten bulkkikaman tuotantoon aivan kuten GloFo AMD:lle.

 

[mRkukov]

Intel on kyllä ilmoittanut, että 7 nm prosessi on aikataulussaan, ja että 10 nm prosessin ongelmat eivät vaikuta siihen.

Intel kyllä moneen kertaan ilmoitti ettei 10nm kanssa ole ongelmia... muuten vain viivästyi ja viivästyi.

En usko ennen kuin näen. AMD ja Intel ovat siirtymässä chipletien käyttöön prosessoreissaan ja tarvitsevat jatkossa yhä vähemmän viimeistä huutoa olevaa kapasiteettia. Esim. Zen 2 chiplet on piipinta-alaltaan kolmasosa edeltäjästään. Vaikka Intelillä onkin resursseja kehittää pienempiä valmistusprosesseja, ei tämä tunnu millään lailla järkevältä. Parempi vaan ostaa koko ajan vähenevä tarve kaikkein pienimmille viivanleveyksille Samsungilta/TSMC:ltä. Omat tehtaat jäävät sitten bulkkikaman tuotantoon aivan kuten GloFo AMD:lle.

Vaikka käytössä olisi chiplet niin ei se poista tarvetta paremmalle prosessille. Toki chiplet mahdollistaa paljon "epävakaamman" ja suurempihäviöisen prosessin käyttämisen, koska piirit itsessään on pieniä. Isojen monoliittien aikakausi alkaa kyllä olla mennyttä.

 

[svk]

Intel kyllä moneen kertaan ilmoitti ettei 10nm kanssa ole ongelmia... muuten vain viivästyi ja viivästyi.

Saas nähä saako intel toistettua ongelmat koboltin kanssa uudestaan Luulis jotain jääneen käteen huomattavasta viivästymisestä huolimatta