Fábrica de semiconductores Samsung en Austin (EE. UU.)La transición de 14 nm a 10 nm será el mayor salto tecnológico en densidad de transistores en la historia. La densidad aumenta inmediatamente 2.7 veces. Por lo tanto, la ley de Moore continuará vigente durante los próximos años. La publicación AnandTech ha
reunido información sobre los planes de varias compañías para la construcción de plantas de nueva generación con procesos tecnológicos de 10, 7, 6 y 5 nm.
Debe notarse primero que medir la densidad de los transistores por el tamaño de un transistor no es una medida completamente correcta. Por ejemplo, Intel estima que sus 14 nm pueden acomodar un 23% más de transistores que los 14 nm de "otras compañías". Dicha diferencia se forma debido a una altura de celda lógica más pequeña, una distancia más corta entre las puertas y un espacio entre costillas más pequeño (ver tabla).
Por ejemplo, el paso de la puerta (paso de la puerta, la distancia entre las puertas de los transistores adyacentes, incluido el ancho de las puertas mismas) en Intel es radicalmente menor que la de otros fabricantes. En la tecnología de proceso de 22 nanómetros, era casi la misma que la de los competidores ahora a 14/16 nm.
En términos de tono de interconexión (tono de interconexión, la distancia mínima entre las capas de conexiones en circuito), Intel no tiene una ventaja tan importante, pero los competidores aún no se han acercado a la cifra que Intel ya alcanzó a 14 nm.
Por lo tanto, las "otras fábricas" alcanzaron la densidad de transistores "Intel" con un retraso de tres años: para esto, necesitan implementar la tecnología de proceso de 10 nm para igualar los 14 nm de Intel, y luego el propio líder avanzará mucho. Al menos, Intel mismo tiene tales planes.
También es interesante que la tecnología de tercera generación 14 nm ++ mejorada en muchas ocasiones de Intel sea mejor que los primeros chips de 10 nm. La propia empresa lo reconoce. No hay nada que hacer: las nuevas tecnologías aún deben ser probadas y probadas. Es decir, podemos esperar la mejora real de la tecnología 14 nm ++ en algún lugar alrededor de 2020, y solo podemos esperar por Intel, porque los competidores están tecnológicamente atrasados, a pesar de los planes anunciados de 10 y 7 nm (nuevamente, repetimos, esto es palabras de Intel, pero se desconoce cuál es el retraso tecnológico de los competidores y si existe).
De hecho, sería más correcto considerar la densidad de los transistores de hecho: dividir el área del microcircuito por el número de transistores. Pero, ¿cómo hacer esto si las fábricas mismas aún no han comenzado a funcionar? Al analizar los planes de las empresas, solo es posible comparar los períodos de construcción entre sí, igualando la misma velocidad de proceso tecnológico para una empresa con el mismo parámetro para otra: 14 nm a 14 nm, 10 nm a 10 nm, etc.
AnandTech ha recopilado información de todos los principales actores de la industria de semiconductores que planean invertir en modernizar la producción y construir nuevas fábricas. Estos son GlobalFoundries (EE. UU.), Intel (EE. UU.), Samsung (Corea del Sur), Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC, China), Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC, Taiwán) y United Microelectronics (UMC, Taiwán). Sus planes para los próximos años se pueden resumir en la siguiente tabla.
Como se puede ver en la tabla, GlobalFoundries continuará fabricando el proceso de fabricación 14LPP para el próximo año, pero para fines de 2018 comenzará la producción en masa de chips de 7 nm. El comienzo de la producción en masa y el comienzo de las ventas de productos terminados no son lo mismo. Estos dos eventos se pueden separar por 4-7 meses. Primero, GlobalFoundries tiene la intención de utilizar la litografía tradicional con ultravioleta profundo (Deep Ultra Violet, DUV), que utiliza fuentes de luz con una longitud de onda de 193 nm, y luego cambiará a la tecnología avanzada EUV (Extreme Ultra Violet) con una longitud de onda de aproximadamente 20 veces menos. A tales escalas, la longitud de onda es de aproximadamente varias decenas de átomos, por lo que EUV abre oportunidades fundamentalmente nuevas en la industria de los semiconductores.
Intel comenzará a lanzar chips de 10 nm para dispositivos móviles este año, aunque los procesadores de escritorio se mantendrán a 14 nm. A finales de año, está previsto establecer la producción en la tercera generación de 14 nm ++. Intel es uno de los primeros en invertir en investigación de EUV, pero aún no ha hecho declaraciones específicas sobre el uso de esta tecnología. Se entiende que Intel no utilizará EUV hasta 5 nm.
Después de la introducción de 10 nm, TSMC planea cambiar rápidamente a 7 nm, mientras que Samsung, por el contrario, lanzará chips de 10 nm para 2019. La densidad de los transistores depende no solo de su tamaño, sino también de la perfección de la tecnología. Es probable que los 10 nm de Samsung proporcionen aproximadamente la misma densidad que los 7 nm de TSMC. La situación aquí es la misma que la superioridad tecnológica de Intel.
Samsung planea introducir la litografía de próxima generación EUV en 2019-2020 para producir transistores CLN7FF +.
Se están llevando a cabo muchos experimentos de EUV, pero nadie sabe con certeza si esta tecnología avanzada podrá montar. Todos los planes de las empresas con respecto a EUV en la tabla hasta ahora pueden considerarse más como "deseos".