Хороший, плохой и странный: 3 пути для закона Мура.

В последние годы дальнейшее сокращение размеров транзисторных элементов стает всё более дорогостоящим и сложным. Настолько, что четыре основных производителя логических чипов — GlobalFoundries, Intel, Samsung и TSMC — даже планировали вкладывать многомиллиардные усилия. Ряды производителей сейчас уменьшаются, и планы остальных компаний сокращаются. Но пока не стоит сбрасывать со счетов закон Мура. Если у вас есть наличные, в настоящее время вы можете держать в руках доказательство его силы в виде как минимум двух смартфонов. И новые способы улучшить производительность без сокращения размеров транзисторов, кажется, уже не за горами.

Плохой.

В августе GlobalFoundries объявила о прекращении разработки новейших процессов производства чипов. Они планировали перейти к 7-нанометровым узлам, а затем начать использовать экстремальную ультрафиолетовую литографию (EUV), чтобы сделать этот процесс более дешевым. В дальнейшем, это разработало бы еще более продвинутую литографию, которая позволила бы работать с 5-и 3-нм технологиями. Несмотря на то, что на своем заводе Fab 8 в Мальте, штат Нью-Йорк, были установлены две машины EUV, все эти планы сейчас находятся в состоянии неопределенности, и компания может даже продать системы EUV обратно производителю, ASML Holding.

«Мы все смотрели на цифры, и совершенно ясно, что доля самых основных показателей (возврат инвестиций) продолжает снижаться», — говорит Гарри Паттон, технический директор GlobalFoundries. В итоге руководство компании выбрало рентабельность. GlobalFoundries — не единственная компания, которая занимается новыми процессами. Ранее в этом году Intel объявила, что откладывает переход к 10-нм техпроцессу до 2019 года. (10-нм процесс Intel считается примерно эквивалентным 7-нм техпроцессам других компаний.) Это создает огромный пятилетний разрыв между производственными узлами для компании.

Хороший.

Но переход на 7 нм явно прошел хорошо для Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. На сентябрьском мероприятии руководители Apple заявили, что новые iPhone X и iPhone Max станут первыми смартфонами с процессорами, изготовленными с использованием 7-нм технологии производства. Несколькими неделями ранее компания Huawei Technologies Co. представила свой собственный 7-нм процессор для смартфонов, который должен был появиться в телефоне через пару недель после того, как эти iPhone поступили в продажу. TSMC — настоящий победитель здесь; они делают чипы обеих компаний.

TSMC начала серийное производство с 7-нм технологией в апреле и оптимистично настроена на дальнейшее развитие. «Масштабирование будет продолжаться до 3 нм и 2 нм», — сказал председатель TSMC Марк Лю в сентябре на семинаре Semicon Taiwan. Между тем, конкурент Samsung переходит к коммерческому 7-нм производству в конце этого года или в начале 2019 года. Разумеется, 7-нм — это далеко не всё, что нужно. Фабрики, которые находятся дальше от края производственного техпроцесса, расширяются, а новые строятся. Согласно отчета World Fab Forecast Report от отраслевой ассоциации SEMI, расходы на оборудование для производства чипов вырастут на 14 процентов в 2018 году до 62,8 миллиарда долларов США, а инвестиции в строительство нового оборудования составят 17 миллиардов долларов, что ограничит четырехлетний рост.

Странный.

Но кому нужно масштабирование? Существуют способы получить лучшую производительность, кроме борьбы с законом Мура.

Проект стоимостью 61 млн. долл. в рамках Инициативы DARPA по возрождению электроники планирует производить микросхемы, изготовленные по 10-нм процессам изготовления, но которые конкурируют с 7-нм технологиями с использованием монолитной 3D-интеграции. Проект сосредоточен на SkyWater Technology Foundry, 90-нм кремниевом заводе в Блумингтоне, штат Миннесота. Технология основана на процессе, который позволяет строить транзисторы с углеродными нанотрубками и резистивную оперативную память поверх обычных логических чипов CMOS. «Если все будет работать как запланировано, это все равно что установить планку на 90 нм, и мы сможем продолжать масштабирование», — говорит Том Сондерман , президент SkyWater. Другое решение предложено компанией Atomera из Силиконовой долины. Компания разработала методику, которая повышает скорость транзисторов, уменьшает изменчивость между устройствами на одном чипе и повышает надежность этих устройств, поддерживая их в молодом состоянии. Он включает в себя формирование тонкого слоя кислорода под поверхностью кремния транзистора. Atomera ожидает, что этот метод, названный Mears Silicon Technology (MST), даст разработчикам чипов возможность улучшить свои системы без затрат, необходимых для сокращения транзисторов. «Он может использоваться во всех различных узлах процесса — от устаревших аналогов до тех, которые еще находятся в разработке», — говорит Скотт Бибо, президент и исполнительный директор компании.

Источник: IEEE Spectrum, “3 Directions for Moore’s Law”.

Оставьте комментарий:

Ваш e-mail не будет опубликован.