10nm výrobní proces u TSMC možná už za čtyři roky, další metou bude 7 nm

0

Když jsme koncem léta naposled psali o plánech největší a nejdůležitější zakázkové výrobny čipů TSMC, domnívali jsme se, že 16nm proces s 3-D tranzistory firma zprovozní léta páně 2015 a výroba 10nm čipů bude až hudbou vzdáleného roku 2018. Podle posledních prezentací společnosti však možná vše poběží o poznání rychleji. Můžeme si tedy oddechnout – evoluci například grafických karet zřejmě nečeká podobná stagnace, jakou přinesla dlouhá éra 40nm čipů.

Výrobu na 16 nm plánuje TSMC zprovoznit s částečným využitím existující 20nm technologie, díky čemuž by se měla podstatně zkrátit doba nutná pro přípravu procesu. Technologický deficit pak dožene náhrada rovinných struktur za tranzistory typu FinFET. Proti 20nm čipům by proces měl snížit spotřebu (nebo zvýšit výkon) až o nějakých 35 %. Omezená zkušební výroba by se měla rozjet již za rok (tedy v listopadu/novembri 2013). Komerční produkce pochopitelně přijde až mnohem později, přesto by se ale (za příznivých okolností) mohla premiéra odbýt ještě v roce 2014. Je ale samozřejmě otázka, zda to vyrobené čipy stihnou na trh a v jakém množství budou dostupné.

Je zajímavé, že takový brzký příchod by znamenal poměrně krátkou kariéru pro 20nm postup, který by měl dojít do fáze masové výroby příští rok. Vzhledem ke sdílení technologií to však si příliš nevadí, obě technologie se zřejmě budou v nabídce TSMC po nějaký čas doplňovat. 20nm výroba s technologií HKMG by mohla dál sloužit pro návrhy nepřipravené na použití tranzistorů typu FinFET.

Roadmapa výrobních procesů u TSMC
Roadmapa výrobních procesů u TSMC

Asi nejzajímavější zprávou je však, že TSMC prozatímně plánuje svůj další proces, tedy výrobu na 10 nm, již na rok 2016. Tento proces tak bude k dispozici zhruba dvě léta po 16nm stupni. I u 10 nm budou nasazeny FinFETy. Vedle tohoto kroku má však firma ve svém plánu již i následující metu. Tou bude výroba na 7 nm, o které ale zatím nemáme prakticky žádné podrobnosti. Z informací, které vedení firmy sdělilo o plánech na nasazování 450mm waferů, by se dalo usuzovat, že by se (pokud nevyvstanou nečekané překážky) 7 nm mohlo dostat ke slovu opět po dvou letech, tedy roku 2018.

 

Firma nadále upozorňuje, že pro rozjezd výrobních procesů následujících po 14nm či 16nm stupni bude kritické nasazení expozice extrémním ultrafialovým světlem (zkráceně EUV). Existující prototypy aparatur, dodávaných firmou ASML, údajně při výkonu okolo 11 W dokáží za hodinu zpracovat 7 křemíkových waferů. V laboratorních podmínkách se již prý podařilo dosáhnout výkonu 30 W, což dovolí za stejnou dobu exponovat 18 waferů. Pro výrobní nasazení to však ještě stále není – do roku 2014 bude třeba výkon zvýšit alespoň na 105 W, což by mělo stačit k zpracování 69 waferů za hodinu. Mimochodem, ASML před nedávnem odkoupilo firmu Cymer, která se vývojem technologie EUV také zabývá, tak to snad společnými silami nějak zvládnou.

Logo společnosti TSMC

Zatímco 10nm postup je ještě bez extrémního ultrafialového záření realizovatelný, firma si zřejmě použití alternativních postupů vůbec nepřeje. Zejména z ekonomického hlediska by prý použití EUV bylo mnohem výhodnější. Na 7nm postupu je však věc jasná, bez EUV zde údajně nepadne ani rána.

Velmi důležité bude také nasazení větších 450mm waferů místo stávajících 300mm desek. V tomto případě již nejde o opatření nezbytné z technických příčin; větší desky ale podstatně zlevní náročnou výrobu. 450mm linky chce TSMC začít zprovozňovat v letech 2016 či 2017, ovšem do komerční produkce se mají promítnout až v roce 2018. Zřejmě se dostanou ke slovu až na 7nm kroku (což dává smysl, firma se tím vyhne nutnosti udělat vedle EUV naráz další velkou změnu). Teoreticky je možné, že se větší desky objeví již dříve na 10nm procesu (kde je možná nasadí Intel), pravděpodobný je však spíše pozdější začátek.

Zdroje: X-bit labs (1, 2, 3), EETimes

Ohodnoťte tento článek!