GlobalFoundries má 12nm proces na bázi FD-SOI, alternativu k 10nm FinFETům

0

Od 130nm po 32nm generaci bylo specifikem procesorů AMD, že vznikaly z waferů typu SOI, které se od běžných tzv. „bulk“ liší vrstvou izolantu pod povrchem. Tato technologie je dnes nestandardní (AMD přešlo na běžné bulkové procesy, i kvůli vyšším nákladům), nicméně by stále mohla být nápomocná proti velkým obtížím s vývojem budoucích procesů. Proto bylo zajímavé, že GlobalFoundries k technologii loni znovu přistoupilo a tentokrát na waferech FD-SOI (Fully Depleted SOI) založilo proces 22FDX, určený pro specifické aplikace a ne pro výkonné procesory a GPU. Nyní firma ohlásila následníka této technologie: nominálně 12nm proces 12FDX.

Proces 12FDX je opět určen pro čipy vyžadující nízkou spotřebu, v čemž má konkurovat „highendovým“ procesům s tranzistory typu FinFET. Tyto jsou však velmi nákladné jak na výrobu, tak na návrh čipu, kdežto FD-SOI má být v tomto ohledu alternativou značně schůdnější. Podle GlubalFoundries může 12nm proces FDX12 dosáhnout výkonu až 10nm FinFETového procesu (jenž ovšem tato firma nabízet nebude, srovnání je tedy asi s TSMC), ovšem s cenou nižší, než u 16nm FinFETového procesu. Spotřeba by pak měla být někde mezi.

Proti 22nm procesu 22FDX by měla technologie nabízet skok ve výkonu odpovídající celé jedné generaci, proti dnešní FinFETové technologii (zřejmě míněna 14LPP) má mít až o 15 % vyšší výkon, či alternativně až o 50 % zlepšenou spotřebu. Bude již ale dražší než proces 22FDX, neboť používá double-patterning (dvojí expozici). Ovšem toto asi platí při ideálních podmínkách, rozpětí parametrů, pro které bude 12FDX vhodný proces, bude asi omezené.

FD-SOI vs. FinFET
Porovnání technologie FinFET proti planárnímu tranzistoru na FD-SOI waferu  

 

Ačkoliv se často objevují dohady, zda by se přes procesy rodiny FDX nemohlo SOI opět dostat do procesorů nebo GPU, tyto technologie nejsou pro podobná použití zamýšleny a nekonkurují v nich svým výkonným současníkům s tranzistory typu FinFET (pro 12FDX by měl být vrstevníkem už 10nm či 7nm proces). Jejich cílem je být lepší alternativou k použití starších procesů pro výrobu čipů určených pro sektor embedded, analogové aplikace a bezdrátové přijímače. Uplatnit by se podle GlobalFoundries mohl například pro 5G modemy, internet věcí nebo pro čipy ASIC určené do samořídících vozidel.

Obecně by vlastnosti těchto čipů (zejména spotřeba) měly být dobré při nízkých frekvencích a napětích podobně jako u FinFETů, ale problém je asi v tom, že tato technologie na rozdíl od nich nebude škálovat nahoru na vysoké výkony, které jsou možné s FinFETy. V procesorech AMD ani jiných značek tak asi FD-SOI zatím čekat nelze, dokud nepřijde proces, který by tyto wafery a FinFETy spojil (a zároveň nebyl příliš nákladný).

GlobalFoundries wafer tests

 

 

Výroba v letech 2019–2020

12nm čipy na bázi procesu 12FDX tu také nebudou nijak brzy. První tape-outy očekává GlobalFoundries až od poloviny roku 2019, tedy nejdříve za dva a půl roku. Než se nějaké produkty dostanou na trh, pak bude trvat minimálně další rok. To vše za předpokladu, že nedojde ke zpožděním a že zákazníci nenarazí při ladění výroby a čipů na žádné obtíže. Výroba má jinak probíhat za našimi humny v drážďanské továrně Fab 1.

V tiskové zprávě se mimochodem dá dočíst, že proces 12FDX by už měl mít jednoho významnějšího klienta. NXP na něm údajně plánuje vyrábět příští generaci svých embedded čipů ARM řady i.MX, které jsou původně od Freescale (již NXP loni pohltilo). Tyto procesory nikdy nebyly mezi nejvýkonnějšími ARMy, mívají například poměrně nízké taky často i se staršími jádry Cortex. Patrně se ale nacházejí někde tam, kde je levné planární FD-SOI v podobě procesů 22FDX/12FDX atraktivní.

Zdroj: GlobalFoundries

GlobalFoundries má 12nm proces na bázi FD-SOI, alternativu k 10nm FinFETům

Ohodnoťte tento článek!