Video: základová deska RD - animace (Listopad 2024)
Včera mě zaujalo pokrytí tiskové zprávy společnosti IBM, která odhalila alianci, která vytvořila prvních 7nm testovacích čipů s fungujícími tranzistory.
Je to dobrý krok k prokázání, že zmenšení hustoty tranzistoru může pokračovat v tomto uzlu, ale je také důležité si uvědomit, že skupina IBM je zdaleka jediná skupina, která se pokouší dosáhnout tohoto nového uzlu, a že mezi tímto krokem je mnoho kroků a skutečná výroba.
V oznámení bylo uvedeno, že čipy byly vyrobeny na SUNY Polytechnic Institute College of Nanoscale Science and Engineering (SUNY Poly CNSE) aliancí, která zahrnuje IBM Research, GlobalFoundries a Samsung. Tyto skupiny již nějakou dobu spolupracují - IBM v jednom okamžiku měla „společnou platformu“, která spolu s Samsungem a GlobalFoundries vytvořila čipy. I když tato platforma již neexistuje, skupiny stále spolupracují: IBM nedávno prodala své zařízení na výrobu čipů a mnoho svých patentů na čipy společnosti GlobalFoundries (která má velkou čipovou továrnu severně od Albany) a společnost GlobalFoundries licencovala 14nm technologickou technologii Samsung na vydělávejte žetony v tomto uzlu.
Menší tranzistory jsou důležité - čím menší je tranzistor, tím více tranzistorů se vejde na čip a více tranzistorů znamená výkonnější čipy. IBM věří, že nová technologie by mohla umožnit čipy s více než 20 miliardami tranzistorů, což by byl velký krok vpřed od stávající technologie; dnešní nejpokrokovější čipy se vyrábějí pomocí technologie 14nm, kterou zatím dodaly pouze společnosti Intel a Samsung, ačkoli TSMC je připraveno zahájit hromadnou výrobu 16nm čipů koncem tohoto roku. 7nm záloha by byla velkým krokem vpřed.
Skutečná technologie zahrnovala tranzistory vytvořené pomocí kanálů Silicon Germanium (SiGe) vyráběných pomocí litografie Extreme Ultraviolet (EUV) na více úrovních. IBM uvedla, že se jednalo o první v oboru, a toto je první formální oznámení, které jsem kdy viděl o pracovních čipech využívajících obě tyto technologie.
Mějte však na paměti, že jiné skupiny pracují s těmito stejnými technologiemi. Každý výrobce čipů hodnotí technologii EUV, většinou s využitím čipových zařízení od společnosti ASML. Společnosti Intel, Samsung a TSMC investovaly do technologie ASML, aby pomohly vyvinout technologii EUV, a nedávno společnost ASML uvedla, že jeden americký zákazník - pravděpodobně Intel - souhlasil s nákupem 15 takových nástrojů.
Je možné, že použití SiGe kanálů je významnějším vývojem. Četné společnosti uvažovaly o jiných materiálech než křemíku, o materiálech, které by mohly umožnit rychlejší spínání tranzistoru a nižší požadavky na energii. Například Applied Materials hovoří o použití SiGe v 10nm nebo 7nm.
Mnoho společností - včetně IBM a Intel - skutečně mluví o přechodu za SiGe k materiálům známým jako sloučeniny III-V, jako je arzenid india a gallia (InGaAs), které vykazují vyšší mobilitu elektronů. IBM nedávno představila techniku pro použití InGaAS na křemíkových destičkách.
Včerejší oznámení je zajímavé z pohledu laboratoře kvůli zapojeným technologiím, ale vždy existuje značný rozdíl mezi inovacemi v laboratoři a nákladově efektivní hromadnou výrobou. Hromadná výroba 10nm čipů, které přijdou před 7nm, musí být dosud úspěšná.
Velkým problémem byly vysoké náklady na přechod na nové technologie. Zatímco Intel, Samsung a TSMC se dokázaly přesunout do menších uzlů, náklady na vytváření návrhů čipů v takových uzlech jsou dražší, částečně kvůli složitosti návrhu a částečně proto, že při použití technik, jako je dvojí -pattering - něco EUV by mohlo zmírnit, ale pravděpodobně nebude eliminovat. Objevilo se také znepokojení, že skutečné škálování hustoty čipů se zpomalilo: Oznámení IBM uvedlo, že jeho proces 7nm „dosáhl téměř 50% vylepšení škálování oblasti oproti dnešní nejpokročilejší technologii“. To je dobré, ale tradiční Moore's Law škálování vám dává o 50 procent zlepšení každou generaci a 7nm jsou dvě generace pryč.
Při obvyklém tempu Mooreova zákona byste očekávali, že výroba 10nm začne na konci příštího roku (od začátku prvních 14nm čipů začalo vyrábět na konci roku 2014), ale přechod na 14nm logiku trval déle, než se očekávalo u všech výrobci čipů. Tvůrci DRAM vytvářejí nové generace, které vykazují mnohem méně než 50 procent škálování, protože DRAM se blíží molekulárním limitům a výrobci NAND většinou ustupují od plošného škálování a místo toho se zaměřují na 3D NAND ve větších geometriích. Takže to nebude tak překvapivé, když se čas mezi generacemi prodlužuje, nebo méně méně dramatické. Na druhou stranu, vedoucí pracovníci společnosti Intel uvedli, že zatímco náklady na výrobu každého oplatku stále rostou u nových technologií, očekávají, že v příštích generacích budou i nadále získávat tradiční pokroky v škálování, takže náklady na tranzistor budou i nadále klesat rychlost dostatečná k tomu, aby stálo za to pokračovat v škálování. (Společnost Intel rovněž uvedla, že věří, že v případě potřeby může dosáhnout 7nm bez EUV, i když by raději měla EUV.)
Práce IBM, SUNY Poly a jejich partnerů na čipech 7nm se zdá být důležitým krokem na cestě k přípravě takových čipů pro hromadnou výrobu ke konci desetiletí. Přestože jsme stále daleko od nákladově efektivní hromadné výroby, toto oznámení je jasným znakem toho, že i když Mooreův zákon může zpomalovat, bude pokračovat alespoň po několik dalších generací.
