في نهاية أغسطس ،
توقفت شركة GlobalFoundries ، الشركة المصنعة للدوائر المتكاملة شبه الموصلة (التي تعمل مع AMD) ،
عن تطوير عمليات تصنيع 7 نانومتر. قبل ذلك ببضعة أشهر ،
أعلنت شركة Intel أنها تأخرت مرة أخرى إطلاق رقاقة 10 نانومتر.
نفسر أسباب هذه القرارات والوضع في الصناعة.
/ photo Intel Free Press CCبضع كلمات حول العمليات التكنولوجية
يتم تشكيل الترانزستورات المنفصلة على الرقاقة
بواسطة الطباعة الحجرية الضوئية . في هذه الحالة ، يتم تطبيق طبقة رقيقة من البوليمر حساسة للضوء تسمى مقاوم للضوء على الركيزة السليكونية. ثم يتم معالجة طبقة الصورة هذه بالضوء (إنتاج ما يسمى بالتعرض) من خلال قناع صور بالنمط الضروري. يتم غسل المناطق المكشوفة في المطور ، ثم يتم حفر البلورات.
تقوم الشركات بتقليل العمليات التكنولوجية من أجل زيادة عدد المنتجات من قطعة عمل واحدة وتقليل استهلاك الطاقة للرقاقة النهائية. يحصل المصنع على فرصة لزيادة سرعة الشريحة ، وترك أبعادها دون تغيير.
لفترة طويلة ، ظل هذا الاتجاه (لتقليل العمليات التكنولوجية) عادلاً. ولكن الآن ، بدأت شركات تكنولوجيا المعلومات في تأخير أو حتى التوقف عن تطوير عمليات تكنولوجية جديدة. ويرجع ذلك جزئياً إلى ارتفاع أسعار المعدات وارتفاع مستوى الزواج.
مزيد من التفاصيل حول الوضع أدناه.
لماذا ألغت GlobalFoundries 7nm
تنتج GlobalFoundries رقائق السيليكون في ثمانية مصانع حول العالم. كان من المفترض أن تطلق الشركة شريحة 7 نانومتر في الربع الثاني من عام 2018. ومع ذلك ، قبل أسبوعين من الإصدار المتوقع ، قررت GlobalFoundries إلغاء كل شيء.
بدلاً من ذلك ، ستركز المؤسسة على تطوير معايير إنتاج متخصصة لـ
14LPP (Low-Power Plus) و 12LP (Leading-Performance) وإنشاء العديد من
أجهزة التخزين المدمجة.
منصة 14LPP هي نسخة محسنة من عملية 14 نانومتر تعتمد على ترانزستور 3D
FinFET . يزيد من أداء الأجهزة بنسبة 55٪ ويقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 60٪ (مقارنة بـ 28 نانومتر). و 12
LP هي عملية تصنيع لأشباه الموصلات ، تم
صقلها لتلبية احتياجات أنظمة الذكاء الاصطناعي والهواتف الذكية وإلكترونيات السيارات.
وفقًا
لـ CTO GlobalFoundries Gary Patton ، فإن سبب التحول الاستراتيجي لم يكن المشاكل التقنية ، ولكن القضايا المالية. استثمرت الشركة مليارات الدولارات في تطوير رقائق 7 نانومتر. الجيل الأول ، الذي يستخدم الطباعة الحجرية الغارقة ، اكتمل تقريبًا. لكن الثانية والثالثة (كانت تتطلب نطاقات أعمق من الأشعة فوق البنفسجية لزيادة كثافة الترانزستورات) لم يكن لديها ما يكفي من الأموال.
جنبا إلى جنب مع إلغاء 7 نانومتر ، توقفت GlobalFoundries تطوير عمليات التصنيع 5 نانومتر و 3 نانومتر. نظرًا لتغيير المسار ، ستخفض GlobalFoundries خمسة بالمائة من موظفيها وتراجع الاتفاقيات مع AMD و IBM. على وجه الخصوص ، ستعمل الشركة مع IBM حتى نهاية العام ، ثم تتوقف عن البحث في العمليات التكنولوجية الجديدة.
من أخر أجل التنمية
مؤسسة أخرى أخرت إطلاق الرقائق في عملية جديدة كانت إنتل. عملاق تكنولوجيا المعلومات
يتحرك الإصدار الهائل لدوائر 10nm لمدة عامين حتى الآن. هذه المرة ، تم نقل بداية مبيعات أول 10 نانومتر من المنتجات إلى نهاية عام 2019.
ووفقًا
لممثلي الشركة ، فإن سبب التأخير هو انخفاض إنتاجية المعالجات.
ويعتقد أن المشكلة مرتبطة بتكنولوجيا الأنماط المتعددة واستخدام الكوبالت.
أحجام الإنتاج تنمو أبطأ مما كان مخططا. من الناحية الفنية ، تقوم Intel بالفعل بتزويد شرائح 10nm على دفعات صغيرة. على سبيل المثال ، أول Core i3-8121U - معالجات 10-nm من عائلة Cannon Lake -
تعمل بالفعل في أجهزة الكمبيوتر المحمولة Lenovo. ومع ذلك ، ليست هناك حاجة للحديث عن الإنتاج الضخم للرقائق.
/ photo Intel Free Press CCكما أن اللاعبين الآخرين في السوق ليسوا في عجلة من أمرهم لوضع تطوير العمليات التكنولوجية الجديدة على المسار.
استقرت UMC حتى الآن على تقنية المعالجة 14 نانومتر ، في حين أن شركة Samsung
تعد 7 نانومتر ، ولكن ليس قبل عام 2019.
الأسباب الرئيسية
كما قلنا بالفعل ، فإن التكلفة العالية للانتقال هي أحد الأسباب التي أدت إلى تقليص مشروعات GlobalFoundries لمشاريعها. ووفقًا لغارتنر ، فهي الرئيسية. وفقًا للمحللين ، تبلغ تكلفة تطوير تقنية 7 نانومتر حوالي 270 مليون دولار.
معدات
الطباعة الحجرية من EUV ، وأوراق النانو ، والمواد الغريبة مثل الروثينيوم - كل هذه الأشياء ليست رخيصة ، ولكن بعضها يصعب بالفعل القيام به. لاسترداد الاستثمار في الإنتاج ،
من الضروري إنتاج 150 مليون رقاقة في السنة. لذلك ، قد يكون تنفيذ عمليات 7 و 5 و 3 و 2 نانومتر غير مؤات تجاريًا.
علاوة على ذلك ، حتى لو قاموا بإنشاء دائرة صغيرة ، فإن "العادم" في الأداء لا يتحول دائمًا إلى أهمية. على سبيل المثال ،
تعتقد شركة كوالكوم أن عملية 5 نانومتر لن تتجاوز 7 نانومتر من حيث الأداء ، وسيتعين استثمار عدة مليارات من الدولارات في تطويرها.
السبب الثاني هو الاحتمالية العالية للخطأ وسعره. على سبيل المثال ، أدى التأخير في توريد تكنولوجيا معالجة Intel 10 نانومتر "
إلى دفع نقود جميلة " إلى أحد عمالقة تكنولوجيا المعلومات برأس مال 20 مليار دولار.
يبرز سكان HN أيضًا أسبابًا أخرى للتباطؤ في صناعة أشباه الموصلات. على سبيل المثال ، يعتقد أحد المستخدمين أن تقليل حجم البلورة له تأثير سيئ على تبريده. لذلك ، تحاول الشركات الاستثمار في تطوير تقنيات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، بدلاً من تقليل حجم البلورات (هذا هو المسار الذي اختارت GlobalFoundries).
لماذا لا تزال هناك حاجة التحديثات
يعتقد ممثلو الصناعة أنه لا يزال يتعين تخفيض العمليات التكنولوجية. سيضمن ذلك التشغيل الفعال لشبكات AI و MO و 5 G وإنترنت الأشياء. وفقًا
للحسابات الأولية التي أجراها المطورون من TSMC ، ستعمل تقنية المعالجة 7 نانومتر على تحسين الإنتاجية بنسبة 30٪ وتقليل استهلاك الطاقة للمعالج (مقارنة بـ 10 نانومتر).
ومع ذلك ، أكد ديفيد هيمكر ، نائب الرئيس الأول في شركة Lam Research ، وهي شركة أشباه الموصلات ،
على أن الصناعة ستحتاج إلى حلول جديدة للتعامل مع التعقيد المتزايد لعمليات التصنيع.
/ صورة Fritzchens Fritz PDحتى الآن ، تولد الطباعة الحجرية EUV
الكثير من العيوب في تصنيع الرقائق . ولكن إذا واصلنا تحسين التكنولوجيا ، فيجب
أن تقلل من وقت وتكاليف تطوير عمليات تكنولوجية جديدة.
على الرغم من جميع صعوبات الإنتاج ، يقوم بعض ممثلي الصناعة بالفعل بتوقع عمليات أقل من 5 نانومتر ويتحدثون عن توقيت إصدار هذه الرقائق. لذا ، على سبيل المثال ، TSMC - تشارك أيضًا في إنتاج أشباه الموصلات -
تضع بالفعل
خططًا لتطوير تكنولوجيا معالجة 3 و 2 نانومتر. وقد طور مركز أبحاث Imec ، بالتعاون مع Cadence Design Systems ، عينات اختبار من المعالجات الدقيقة باستخدام تقنية 3 نانومتر.
لذلك ، في المستقبل سنرى بالتأكيد تطبيق هذه التقنيات ، فقط هذه اللحظة يمكن أن تأتي في وقت متأخر قليلاً مما كان يفترض في الأصل.
PS موارد إضافية من مدونة IaaS للشركات الأولى:
PPS مقالات ذات صلة من مدونتنا على حبري:
ما نقوم به في IT-GRAD: • IaaS • استضافة PCI DSS • Cloud -152