TSMC pokračuje v jízdě. Za rok už mu má běžet zkušební výroba na 5nm procesu

20
Wafer s testovacími 5nm čipy, složenými z tranzistorů typu GAAFET (Foto: IBM)

Letos Intel veřejně přiznal problémy s 10nm procesem, který firma uvede do reálné komerční výroby až nejdřív příští rok, a oficiálně tak bylo potvrzeno, že společnost ztrácí kdysi nezpochybnitelný náskok v technologii výroby polovodičů. A k jeho větší smůle se zdá, že naopak chytilo hodně dobrý dech tchajwanské TSMC. Tomu už běží 7nm výroba a hotové čipy se pravděpodobně objeví na trhu ještě před koncem roku (například SoC pro telefony Applu). Jenže 7nm technologií se zdá se tato energie nevyčerpala a TSMC má udržet rychlé tempo inovací dál i s další 5nm generací.

Podle oficiálních informací, které sdělil CEO společnosti C. C. Wei na svém technologickém symposiu 21. června, se má 5nm výroba v počáteční fázi rozběhnout už snad za méně než jeden rok. Tzv. „risk production“ je totiž plánovaná už na rok 2019, a to jeho první polovinu. Příští rok touto dobou by tedy už měla reálně fungovat. Risk production je ještě spíše zkušební fáze, která se nehodí pro běžnou výrobu například GPU. Ale agresivní firmy ji mohou využít pro uspíšení nástupu nové technologie tím, že se začnou na výrobu svého návrhu připravovat už v časném stádiu.

Komerční výroba by ale zřejmě na 5nm procesu TSMC také neměla být moc vzdálená. Masová výroba je údajně naplánovaná ještě na konec roku 2019 nebo na začátek roku 2020. To by znamenalo, že by první 5nm čipy teoreticky mohly přicházet jen nějaký rok a půl po těch 7nm, což by bylo pozoruhodné. 5nm proces by měl používat výrobu s pomocí extrémního ultrafialového záření (EUV), které na 7nm procesu bude aplikováno až v pozdějších fázích. EUV je asi tudíž určité riziko, ale TSMC je zdá se optimistické. Vzhledem k tomu, jak je termín blízko, by tedy asi EUV konečně mohlo prorazit a přestat být technologií, která je jak se říká neustále vzdálená pár let od nasazení. TSMC uvádí, že by tapeouty čipů používajících vylepšenou EUV verzi 7nm procesu měly proběhnout před koncem letošního roku. I to snad naznačuje, že tentokrát už to opravdu míří do praxe.

Interier továrny TSMC (Zdroj: TSMC)
Interier továrny TSMC (Zdroj: TSMC)

Asi to není potřeba zdůrazňovat, ale 5nm proces TSMC by měl být zcela první na trhu. Firma uvádí, že do 5nm výroby investuje až 24 miliard dolarů a technologie bude situována do nové továrny Fab 18, zpracovávající 300mm wafery. Tento závod bude později také vyrábět na 3nm technologii.

Načasování startu 5nm procesu je zajímavé také proto, že pokud TSMC stihne masovou výrobu koncem roku 2019, možná by tato technologie mohla být nasazena víceméně v překryvu se zpožděným 10nm procesem Intelu. Obvykle se procesy Intelu považují za o jednu generaci modernější než stejně číslované procesy například TSMC (je ale otázka, zda to bude platit u 10nm technologie, když je pronásledovaná takovými problémy). Ovšem pokud se TSMC už povede současně nasadit proces o dvě nominální generace dál, už asi o jeho technologickém náskoku na Intel nebude dalších debat. Ze stavu, kdy byl Intel o generaci dál, bychom byli v situaci, kdy bude minimálně o generaci pozadu.

TSMC pokračuje v jízdě. Za rok už mu má běžet zkušební výroba na 5nm procesu
Ohodnoťte tento článek!
4.52 (90.43%) 23 hlas/ů

20 KOMENTÁŘE

  1. Jestli jim to vychází opravdu takto hladce a povede se to i s EUV, tak to bude jízda. 🙂

    Říkám si, jestli nové GPU od Nvidie už nebudou vážně na 7nm procesu. Nvidia je pro TSMC asi nejdůležitější zákazník a určitě jim poskytli nejlepší možné podmínky a kooperaci při návrhu čipů, takže masová výroba od cca. srpna by mohla připadat v úvahu.

    Pořád je asi pravděpodobnější, že Nvidia sáhla po osvědčeném vyladěném 12nm procesu, s tím že nebýt kryptohorečky, byla nová generace možná už na jaře. Ale prostě vydávat teď novinku na 12nm procesu, když už se rozbíhá masová výroba na 7nm procesu….nevím nevím.

      • Zdroje světla by asi taky ještě mohly být lepší, ale pokud vím, tak aktuálně je problém s tím, že nejsou tzv. pellicles – ochranné filmy používané (mimojiné asi) k zamezení přístupu prachu, nečistot*. IIRC pořád chybí materiál, který by měl dost dobré vlastnosti (neabsorboval moc záření) a zároveň chvíli vydržel to pražení. S tímhle má teď údajně velké problémy Samsung, který vsadil na to, že 7nm proces od začátku pojede s EUV, snad se prý snaží to rozjet bez těch pellicle, ale výtěžnost je prý hrozně špatná. (Samsung má ovšem pro tu situaci v záloze 8nm proces, což je evoluce 10nm procesu bez EUV).

        * https://en.wikipedia.org/wiki/Photomask#Pellicles

      • Ona to není úplně fikce, jen není moc dobře řečený, co že to číslo vlastně vyjadřuje.
        Ale jak říkáš, velikost atomů obecně je kolem těch 0,1-0,2nm a je jasné, že z principu nikdy nemůže být nic jako 0,1nm proces, byť to číslo v označení procesu je o něco menší, než reálná velikost tranzistorů v daném křemíku.
        Pořád se tu bavíme o stejném řádu v těch rozměrech a čísle procesu, takže ne, ani to označní nepůjde kamkoli.

        • Vzhledem k tomu, že číslo označující jméno procesu nemá vůbec nic společného s rozměry tranzistorů, tak souhlasím s Radkem Holečkem – to číslo je marketingové hausnumero, kdyby markeťáci chtěli, nic jim nebrání „udělat“ (teda spíš pojmenovat) 0,06nm proces.

          Navíc vývoj není závislý pouze na rozměrech tranzistorů. Stále lze experimentovat a vyrábět různé tvary tranzistorů. Samsung chce nasadit Gate All Around Fet tranzistory (tuším že je teď odsunuli z 5nm procesu na 3nm proces), měly by být o pár desítek procent lepší než FinFety (ve všech vlastnostech).

          • O Gate All Around Fet jsem četl, že by to mělo nahradit FinFet, a samozřejmě toto jsou významné posuny a do budoucna ještě důležitější, protože zmenšování se dělá čím dál obtížněji.

            Ale zase netvrďte něco ve smyslu, že nové procesy nemají menší tranzistory než předchozí. Ano, někdy je nový proces více o zhuštění tranzistorů, někdy o jejich zmenšení, každopádně jejich počet na stejné ploše každým novým procesem výrazně roste a to je důležité.

            • Jasně že se tranzistory zmenšují, jen jsem chtěl říct, že menší tranzistory nejsou jediným zdrojem pokroku 🙂

            • Vzhledem k tomu, že už 10 nm Intel Finy mají tloušťku 7 nm (14nm proces měl 8nm), pochybuju.

        • a není spíš důležitá velikost elektronu a velikost brány kdy ještě tu bránu nepřeskočí?
          intel ale kdysi řekl že už zkoumá možnosti jiné než je křemík, nějakej ten grafitovel sulfid nebo co.

  2. Me vice vrta hlavou proc by intel mel vubec zacinat komerni vyrobu na 10nm kdyz konkurence zacne na 5nm.
    Je jasne ze do toho vybaveni a celkove utopil znacne penize ale prijde mi to jako nesmysl.
    I ten vyhazov sefa je za danych okolnosti marketingovej, Proc by intel zniceho nic vyhodil sefa za to ze nekomu
    postrikal koktejlky ………. Podle meho musi jit o uplne jiny pruser ktery se treba jeste zcela naplno neprojevil.
    Kvuli tomu se nevyhazuje na hodinu. Vice mene je mozne za za to co obetoval intelu byla vedlejsi prace v praci lepsi
    reseni s minimalnim dopadem na manzelstvi ( Je mu 58 ) nez ho treba profesne odrovnat. protoze byt bohaty a uspesny je zaroven i povinnosti prefiknout i jine maso nez je stara doma 😉

    • Jenže Intel 10nm proces odpovídá 7nm procesu od TSMC (který pro velké jádra teprve taky bude začínat), tzn. komerční výroba má určitě smysl.
      Těch 5 nm TSMC příští rok je totiž jenom zkušební výroba. Ta má možná blízko ke komerční výrobě pidi mobilních čipů, ale vyrobit na tom čip s miliardami tranzistorů a vysokými frekvencemi půjde až za další rok/dva.

      • Problém je, že u Intelu je obrovský rozdiel medzi tým čo majú na papieri, a tým čo reálne vyrábajú. Intelov 14nm proces má papierovo 37 miliónov tranzistorov na mm2 (čo je podstatne viac ako konkurencia), reálne 14nm procesory majú ale len 14 Mtr/mm2 (hlboko pod konkurenciou). To čo uvádzajú ostatní približne odpovedá tomu čo aj používajú. Takže aj keď tie procesy vyzerajú rovnako, stále je veľká pravdepodobnosť že Intel použije niečo horšie.

        Ďalší nezmysel je tá rozprávka o pidi ARMoch. Je tak ťažké najprv si pozrieť nejaké parmetre a až potom písať? Inak Intel tiež sľuboval že bude vyrábať „jednoduché“ ARMy predtým ako rozbehnú výrobu zložitých x86. Roky ubehli, skutok žiaden.

        • Proč by to měl být problém? Intel nijak nezastírá, že si může vybírat podle účelu.
          Má tři varianty „skládání tranzistorů v čipu“, kdy jedna je optimální z hlediska hustoty (počtu tranzistorů na mm2), druhá z hlediska spotřeby a třetí z hlediska maximálně dosažitelného výkonu (frekvence).