Samsung příští rok spustí 28nm výrobní proces typu FD-SOI. Vrátí SOI na výsluní?

0

Z pohledu světa PC a počítačového hardwaru stojí rozvoj polovodičových výrobních technologií hlavně na Intelu, TSMC a společnosti GlobalFoundries. Možná bychom ale měli začít pozorně sledovat také Samsung. Poté, co GlobalFoundries kapitulovala s vlastním procesem 14XM a 14nm výrobu si licencovaly od právě od Samsungu, přichází z korejského koncernu další zajímavá zpráva. Společnost hodlá do výroby nasadit technologii SOI, lépe řečeno její pokročilejší variantu FD-SOI.

FD-SOI je dnes doménou firmy STMicroelectronics (dceřinný podnik ST-Ericsson si od ní mnoho sliboval), a právě od této společnosti Samsung technologii FD-SOI převezme. Samsung s STMicroelectronics uzavřel licenční dohodu na její 28nm výrobní postup typu FD-SOI a také na s ním spojený systém nástrojů a postupů. Tím pádem by FD-SOI linky Samsungu měly být plně kompatibilní s již existující továrnou STMicroelectronics, která měla jen omezenou výrobní kapacitu. Díky partnerství se Samsungem bude celková dostupná kapacita o dost vyšší, takže proces bude moci konečně uspokojit stěžejní velké zákazníky.

Technologie FD-SOI (fully-depleted silicon on insulator) používá speciální wafery, u nichž vrstva křemíku leží na podkladové vrstvě izolantu (oxidu). Oproti běžné technologiie (tzv. wafery „bulk“) má FD-SOI na 28nm přinést 15–30% zlepšení výkonu, nebo spotřeby, což je hodně na to, že nedochází k zmenšení litografie. Největší přínosy mají údajně být hlavně ve spotřebě, a to zejména v klidové díky omezeným únikům proudu. FD-SOI je tedy ideální pro mobilní čipy, ale také SoCy pro tzv. „internet věcí“. Oproti 20nm postupu ovšem nedojde k zvýšení hustoty tranzistorů a wafery jsou o něco dražší.

Vrstvička izolantu u technologie SOI zabraňuje nežádoucímu pronikání proudu pod hradlem
Vrstvička izolantu u technologie SOI zabraňuje nežádoucímu pronikání proudu pod hradlem 

Wafery typu SOI používalo AMD u svých CPU až po 32nm Llano, Bulldozery a Piledrivery (a dnes se mu po nich možná stýská, neboť bulkový 28nm proces u APU Kaveri zřejmě nedokáže jít s takty tak vysoko). Tehdy šlo ale o méně dokonalou technologii PD-SOI (partially-depleted silicon on insulator), při které je vrstva izolantu hlouběji, zatímco při FD-SOI je blíže povrchu. Tranzistory jsou proto zespodu dokonaleji izolované a přínosy pro spotřebu a frekvenci vyrobených čipů by měly být značně lepší.

FD-SOI má vrstvu izolantu blíže povrchu, díky čemuž je účinnější než PD-SOI
FD-SOI má vrstvu izolantu blíže povrchu, díky čemuž je účinnější než PD-SOI

Masová výroba 28nm procesem FD-SOI má v Samsungu začít už začátkem roku 2015, respektive tehdy má být uzavřena validace. Zda ale o technologii projeví zájem nějací klienti, není lehké říci. V poslední době SOI příliš populární není (AMD od něj upustilo) a zákazníci smluvních výroben údajně upřednostňují bulk. Na druhou stranu dostupnost u velké výrobny by mohla FD-SOI zatraktivnit.

 

 

28nm FD-SOI: plán B či levnější alternativa k 20nm

V tuto chvíli již začíná přechod odvětví k 20nm výrobě, takže si možná řeknete, že nasazení FD-SOI na 28 nm přichází příliš pozdě. V strategii Samsungu ale FD-SOI asi představuje překlenovací prvek a zároveň pojistku do doby, než se 20nm výroba dostatečně odladí a komerčně rozšíří. A to může ještě docela dlouho trvat. Ačkoliv TSMC oficiálně rozjelo 20nm výrobu na samém začátku letošního roku, podle posledních zvěstí to vypadá, že je nový proces provázen problémy. Například k výrobě GPU se podle všeho dopracuje až příští rok. A průtahy s nástupem 20 nm asi nejsou nepravděpodobné ani u dalších smluvních výrobců.

Proces typu FD-SOI by teoreticky mohl využít část postupů a vybavení po standardním bulkovém procesu stejné „velikosti“. Protože se stále bude vyrábět na 28nm, bude možná tato produkce méně náročná na finance než zbrusu nové 20nm linky. 28nm FD-SOI by tím pádem bylo jakousi střední cestou, pokud by běžný 28nm proces již nedostačoval, ale 20nm bylo ještě mimo dosah z důvodu výtěžnosti, ceny, obsazenosti či z jiného důvodu. Podle různých odhadů by z těchto důvodů mohly 28nm postupy přežívat ještě velmi dlouho a nasazení FD-SOI by jejich životnost mohlo jen prodloužit.

Zdroj: KitGuru

Ohodnoťte tento článek!