เตรียมพร้อมสำหรับชิป 14nm และ 16nm

เมื่อสัปดาห์ที่แล้วฉันเขียนเกี่ยวกับโปรเซสเซอร์แอปพลิเคชัน 20nm แรกซึ่งมีกำหนดจะจัดส่งในผลิตภัณฑ์ในต้นปีหน้า แต่ถ้า บริษัท ผู้ผลิตชิปช้ากว่าที่ฉันคาดไว้สำหรับ 20 นาโนเมตรพวกเขาวางแผนที่จะเปลี่ยนเป็นโหนดถัดไปชิป 14nm และ 16nm อย่างรวดเร็ว มันจะไม่แปลกใจเลยถ้าเราเห็นชิป 20nm น้อยมากและแทนที่จะเห็นการออกแบบจำนวนมากข้ามรุ่นนั้นและไปจากมาตรฐานกระบวนการ 28nm บนชิปที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันเป็นรุ่นที่ 14 หรือ 16nm

แน่นอนว่า Intel กำลังอยู่ในช่วงจังหวะของตัวเองโดยเริ่มวางจำหน่ายชิป 22nm เมื่อสองปีก่อนโดยชิป 14nm นั้นมีกำหนดวางจำหน่ายในช่วงครึ่งหลังของปีนี้ แต่ฉันกำลังพูดถึงชิปจาก บริษัท เซมิคอนดักเตอร์ fabless - ทุกคนตั้งแต่ Apple และ Qualcomm ไปจนถึง Nvidia และ AMD - ซึ่งใช้ บริษัท ผู้ผลิตที่รู้จักกันในโรงหล่อเช่น TSMC, Samsung และ Globalfoundries เพื่อผลิตชิปจริง โรงหล่อที่สำคัญทั้งหมดใช้ทรานซิสเตอร์ระนาบแบบดั้งเดิมที่ 20nm ในขณะที่วางแผนที่จะแนะนำการออกแบบ 3-D หรือ FinFET ในขั้นตอนต่อไปซึ่ง TSMC เรียก 16nm และ Samsung และ Globalfoundries โทร 14nm ในทั้งสองกรณีนี้จะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงและการหดตัวของทรานซิสเตอร์ในขณะที่ออกจากด้านหลังที่มีการออกแบบเช่นเดียวกับ 20nm ดังนั้นมันจึงเป็น "ครึ่งโหนด" แทนที่จะเป็นตัวย่อแบบเต็ม (ฉันได้พูดคุยถึงปัญหาในการปรับขนาดชิปเมื่อต้นเดือนนี้)

เมื่อสัปดาห์ที่แล้วการประกาศครั้งใหญ่ในหลอดเลือดดำนี้มาจาก Samsung และ Globalfoundries ซึ่งได้ประกาศแผนการที่จะร่วมมือกันในการผลิต 14nm เพื่อให้ บริษัท ออกแบบชิปสามารถผลิตแบบเดียวกันในโรงงานในทางทฤษฎี

ดูเหมือนว่าซัมซุงกำลังออกใบอนุญาตกระบวนการ FinFET 14nm ให้กับ Globalfoundries ซึ่งจะทำให้โรงงานจำนวนมากสามารถใช้กระบวนการดังกล่าวสร้างคู่แข่งที่แข็งแกร่งให้กับ TSMC ซึ่งเป็นโรงหล่อชั้นนำ ทั้งสองกลุ่มมักจะแย่งชิงลูกค้าชั้นนำเช่น Apple TSMC และ Samsung แสดงให้เห็นว่าชิปทดสอบเริ่มต้นผลิตในกระบวนการ 16 และ 14nm ที่ ISSCC แสดงเมื่อไม่กี่สัปดาห์ที่ผ่านมา

Samsung กำลังทำต้นแบบ 14nm ที่โรงงานในเมือง GiHeung ประเทศเกาหลีใต้และจะเสนอการผลิตที่โรงงานใน Hwaseong ประเทศเกาหลีใต้และใน Austin, Texas ในขณะที่ Globalfoundries จะนำเสนอในโรงงานใกล้เมืองซาราโตการัฐนิวยอร์ก

ในการประกาศทั้งสอง บริษัท กล่าวว่ากระบวนการนี้จะช่วยให้ชิปที่มีความเร็วสูงขึ้นถึง 20 เปอร์เซ็นต์โดยใช้พลังงานเดียวกันหรือสามารถทำงานที่ความเร็วเดียวกันและใช้พลังงานน้อยลง 35 เปอร์เซ็นต์ (หมายเหตุเมื่อผู้ผลิตชิปรายใดพูดถึงความเร็วหรือพลังงานพวกเขากำลังพูดถึงระดับทรานซิสเตอร์ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมักจะแตกต่างกันมาก) พวกเขายังกล่าวอีกว่ากระบวนการนี้ให้พื้นที่ 15 เปอร์เซ็นต์สำหรับการปรับขนาดของเทคโนโลยี 20nm ในอุตสาหกรรม -node ซัมซุงได้เริ่มต้นแบบแล้วและกล่าวว่ามีแผนที่จะเริ่มการผลิตจำนวนมากภายในสิ้นปี 2014 (อีกครั้งโปรดทราบว่าโดยปกติแล้วจะมีความล่าช้าหลายเดือนระหว่างที่โรงหล่อเริ่มการผลิตจำนวนมากและชิปปรากฏในผลิตภัณฑ์เพื่อผู้บริโภค)

รุ่นแรกนี้จะอยู่ในกระบวนการ Low Power Enhanced (LPE) ด้วยกระบวนการ Low Power Plus (LPP) ที่ให้การเพิ่มประสิทธิภาพในปี 2015 Globalfoundries จะกำลังการผลิต LPE ในช่วงต้นปี 2015 ซึ่งช้ากว่าแผนงานเดิม อย่างน้อยก็มีช่องว่างระหว่างมันกับ 20nm ไม่ได้อีกต่อไป

ทั้งสอง บริษัท กล่าวว่าพวกเขามีกระบวนการ 20nm ที่ใช้งานได้กับผลิตภัณฑ์ทดสอบในตอนนี้และคาดว่าการผลิตจะเพิ่มขึ้นในปลายปีนี้ Globalfoundries กล่าวว่าเทคโนโลยี 20nm ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้ถึง 40 เปอร์เซ็นต์และเพิ่มความหนาแน่นของประตูเป็นสองเท่าของผลิตภัณฑ์ 28nm ในขณะที่ Samsung เคยกล่าวไว้ว่ากระบวนการ 20nm นั้นเร็วกว่า 28nm หนึ่งเปอร์เซ็นต์ 30 เปอร์เซ็นต์

TSMC กล่าวว่าได้เริ่มการผลิตเต็มรูปแบบที่ 20nm และจะเพิ่มกำลังการผลิต 20nm SoC ในช่วงครึ่งหลังของปี TSMC อ้างว่ากระบวนการ 20nm สามารถให้ความเร็วสูงกว่า 30 เปอร์เซ็นต์หรือใช้พลังงานน้อยกว่า 25% เมื่อเทียบกับเทคโนโลยี 28nm ด้วยความหนาแน่น 1.9 เท่า TSMC กำลังวางแผนที่จะ 16nm, 16-FinFET และ 16-FinFET Plus และได้กล่าวว่ารุ่นแรกจะเสนอการปรับปรุงความเร็ว 30 เปอร์เซ็นต์ที่กำลังเท่ากัน เมื่อเร็ว ๆ นี้ บริษัท ได้กล่าวว่ารุ่น Plus จะให้การปรับปรุงความเร็วเพิ่มอีก 15 เปอร์เซ็นต์หรือลดการใช้พลังงานลง 30 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับรุ่นแรก ตามด้วยรุ่น 10nm ซึ่งมีกำหนดเริ่มต้น "การผลิตความเสี่ยง" (ต้นแบบต้น) ณ สิ้นปี 2558 ด้วยการปรับปรุงความเร็ว 25 เปอร์เซ็นต์หรือลดพลังงาน 45 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับรุ่น 16-FinFET Plus พร้อมกับ 2.2 X การปรับปรุงในความหนาแน่น

จนถึงขณะนี้ Qualcomm เท่านั้นได้ประกาศผลิตภัณฑ์ 20nm ที่สำคัญพร้อมกับโมเด็ม 20nm ตัวแรกที่ผลิตโดย TSMC เนื่องจากวางจำหน่ายในช่วงครึ่งหลังของปีนี้และแอพพลิเคชั่นประมวลผล 20nm ตัวแรก - Snapdragon 810 - มุ่งเป้าไปที่ผลิตภัณฑ์ ในปี 2015 แต่โปรดจำไว้ว่ามันจะใช้เวลาสักครู่ระหว่างที่โรงหล่อบอกว่าพวกเขาอยู่ในการผลิตจำนวนมากจนกระทั่งสินค้าอุปโภคบริโภคที่แท้จริงปรากฏขึ้นในปริมาณ

ความร่วมมือระหว่างซัมซุงและ Globalfoundries นั้นน่าสนใจเนื่องจากทั้งคู่เป็นสมาชิกของ Common Platform Alliance ซึ่งมีพื้นฐานมาจากกระบวนการผลิตชิปจาก IBM เห็นได้ชัดว่าแพลตฟอร์มทั่วไปครอบคลุมเทคโนโลยีตั้งแต่ 65nm ถึง 28nm ดังนั้นดูเหมือนว่านี่เป็น บริษัท ผลิตขนาดใหญ่สองแห่งที่มารวมตัวกันในกระบวนการของ Samsung โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของ IBM แต่ทั้ง Samsung และ Globalfoundries ยังคงทำงานร่วมกับ IBM ผ่านทางกลุ่ม R&D ในเมืองออลบานีรัฐนิวยอร์กที่กำลังสำรวจตัวเลือกสำหรับ 10nm และเกินกว่านั้น

หาก บริษัท สามารถส่งมอบตามสัญญาได้จริงเราควรเห็นผลิตภัณฑ์ผู้บริโภคชั้นนำที่ใช้ 28nm เกือบปีนี้ 20nm ปีหน้า 14 หรือ 16 นาโนเมตรในปี 2559 และอาจ 10nm ในปี 2560 ในขณะเดียวกัน Intel กล่าวว่าผลิต 14nm ในระดับเสียงตอนนี้และเราควรเห็นมันในผลิตภัณฑ์จำนวนมากในช่วงครึ่งหลังของปีนี้โดยมี 10nm ตามหลังสองปี นี่อาจทำให้ปีต่อ ๆ ไปค่อนข้างน่าสนใจเนื่องจากเราอาจเห็นการปรับปรุงด้านพลังงานและประสิทธิภาพการใช้พลังงานในผลิตภัณฑ์ของเราทุกปี