TSMC začalo zkušební výrobu vylepšeným 16nm procesem. První je na něm Nvidia

0

O tom, jak vypadají plány na rozjezd 16nm výrobního procesu u TSMC, jsme zde psali nedávno. Firma hodlá výrobu s tranzistory typu FinFET započít někdy v druhém kvartálu roku 2015, a to už by se mělo jednat u regulérní provoz s masovou produkcí. Tento proces by sám o sobě měl být zajímavou inovací pro čipy, které u TSMC různé firmy pečou. Tchajwanská společnost už ale zároveň chystá i jakousi upgradovanou variantu, která by mohla nabídnout lepší vlastnosti a její nasazení by se mohlo odehrát dokonce i relativně brzy po spuštění standardních 16nm linek.

Tato vylepšená verze FinFetového procesu dostala označení 16FF+. Stále se jedná o 16nm proces se základem pocházejícím ze standardního planárního 20nm procesu a s 3D tranzistory typu FinFET. Druhá, plusová generace by ale měla udělat určité pokroky ve výkonu, spotřebě a hustotě tranzistorů.

TSMC nyní oznámilo, že přípravy tohoto výrobním procesu dosáhly důležité mety, kdy se rozjíždí tzv. riziková produkce (risk production). To znamená, že po fázi, kdy se proces zkoušel různými testovacími čipy, již zájemci o výrobu mohou do linky poslat svůj vlastní návrh a zkoušet s ním ladit výrobu. Objem produkce je v takové fázi jen minimální; cílem je zde proces a čip dále odladit, aby se eventuálně dosáhlo výtěžnosti potřebné pro komerční výrobu. Tato riziková výroba je tedy příležitost pro ty výrobce, kteří chtějí na nový proces přejít co nejdříve a být o krok napřed před méně agresivními konkurenty.

Výrobní závod TSMC na Tchaj-Wanu
Výrobní závod TSMC na Tchaj-Wanu

V tomto kontextu je ovšem zajímavé, že TSMC už oznámilo i první klienty, kteří nyní s procesem 16FF+ pracují. Na palubě je Xilinx, což ale nepřekvapí, neboť výrobci FPGA bývají ranými klienty nových výrobních procesů. Dalšími pokusnými králíky jsou LG (tato firma si nyní začala sama navrhovat čipy pro mobily), dále Renesas, Avago (což je firma, která nedávno odkoupila LSI), Freescale, Mediatek a konečně Nvidia, zatímco její hlavní rival AMD chybí.

 

 

Nvidia už na 16FF+ možná chystá výrobu GPU

Bohužel nevíme jistě, které z produktových větví Nvidie se výroba na 16nm plusovém procesu týká, zda čipů Tegra, nebo GPU. V tiskové zprávě TSMC nicméně cituje viceprezidenta Nvidie Jeffa Fishera, který má na starosti právě grafické karty, kterak chválí více než 15letou spolupráci obou firem. V krátké poznámce jsou vedle GPU skloňovány také čipy SoC; a jde spíše o marketingové prohlášení, takže z něj nelze stoprocentně vyvozovat, který produkt se na 16FF+ dostane přednostně. Určitou pravděpodobnost, že se na procesu 16FF+ chystá výroba nějakého čipu pro karty GeForce, to ale naznačuje.

Již dříve se objevily zvěsti, že by Nvidia mohla u GPU zcela vypustit 20nm krok a agresivně přejít rovnou na 16nm výrobu. Nnyí vidíme, že velmi brzy má v plánu přejít také na vylepšenou „půlgeneraci“ 16FF+. Je ale pravděpodobné, že z počátku se od firmy dočkáme čipů vyrobených první verzí 16nm procesu a na variantu plus přijde řada až později.

Tranzistory typu FinFET (Zdroj: EDN)
Tranzistor FinFET na mikrofotografii

Podle TSMC má totiž být ověřování procesu 16FF+ hotové až zhruba v listopadu (novembri) 2015, i když už do konce roku 2015 by na něm prý mohlo dojít až k 60 tape-outům různých čipů. Pokroky ve výtěžnosti a spolehlivosti mají být relativně rychlé, i tak by ale prý rozjezd masové komerční výroby měl následovat teprve v červenci (júli) 2016. Tedy zhruba s ročním zpožděním za první variantou 16nm výroby (16FF).

Co se týče slibovaných vlastností nového procesu, má výroba na 16FF+ umožnit až o 40 % rychlejší čipy než 20nm proces, nebo uspořit až 50 % spotřeby při stejném výkonu; jako obvykle je ale klíčové ono slůvko „až“, jde nejspíš o ideální výsledky (v dřívějších materiálech mimochodem TSMC uvádělo lepší údaje, spotřeba měla klesnout až o 60 %). Oproti v současné době standardní 28nm výrobě (přesněji procesu 28HPM) má 16FF+ nabízet až dvojnásobnou hustotu, o 65 % lepší výkon, nebo o 70 % lepší spotřebu. Na tomto procesu prý budou 64bitové Cortexy-A57 dosahovat taktů až 2,3 GHz a úspornější jádra Cortex-A53 zase budou moci jít spotřebou až na titěrných 75mW (ovšem asi při nízkých taktech).

Zdroje: TSMC (1, 2)

Ohodnoťte tento článek!