Samsung Semiconductor Factory à Austin (États-Unis)La transition de 14 nm à 10 nm sera le plus grand saut technologique dans la densité de transistors de l'histoire. La densité augmente immédiatement de 2,7 fois. Ainsi, la loi de Moore restera en vigueur pour les années à venir. La publication AnandTech a
rassemblé des informations sur les plans de différentes sociétés pour la construction d'usines de nouvelle génération avec des procédés technologiques de 10, 7, 6 et 5 nm.
Il convient de noter tout d'abord que la mesure de la densité des transistors par la taille d'un transistor n'est pas une métrique complètement correcte. Par exemple, Intel estime que son 14 nm peut accueillir 23% de transistors de plus que le 14 nm des «autres sociétés». Une telle différence est due à une hauteur de cellule logique plus petite, à une distance plus courte entre les portes et à un espacement des nervures plus petit (voir tableau).
Par exemple, le pas de grille (pas de grille, la distance entre les grilles des transistors adjacents, y compris la largeur des grilles elles-mêmes) chez Intel est radicalement plus petit que celui des autres fabricants. En ce qui concerne la technologie de traitement à 22 nanomètres, elle était à peu près la même que celle des concurrents à 14/16 nm.
En termes de pas d'interconnexion (pas d'interconnexion, la distance minimale entre les couches de connexions en circuit), Intel n'a pas un tel avantage cardinal, mais les concurrents ne sont pas encore proches du chiffre qu'Intel a déjà atteint à 14 nm.
Ainsi, les «autres usines» ont atteint la densité de transistors «Intel» avec un retard de trois ans: pour cela, elles doivent implémenter la technologie de processus 10 nm pour égaler les 14 nm d'Intel, puis le leader lui-même ira loin. Au moins, Intel lui-même a de tels plans.
Il est également intéressant de noter que la technologie actuelle de troisième génération 14 nm ++ améliorée à plusieurs reprises d'Intel sera meilleure que les premières puces 10 nm. L'entreprise elle-même le reconnaît. Il n'y a rien à faire - les nouvelles technologies doivent encore être testées et testées. Autrement dit, nous pouvons attendre l'amélioration réelle de la technologie 14 nm ++ vers 2020, et nous ne pouvons qu'espérer pour Intel, car les concurrents sont technologiquement en retard, malgré les plans annoncés de 10 et 7 nm (encore une fois, nous le répétons, c'est Intel, mais quel est en fait le retard technologique des concurrents et s'il existe est inconnu).
En fait, il serait plus correct de considérer la densité des transistors en fait: diviser la surface du microcircuit par le nombre de transistors. Mais comment faire si les usines elles-mêmes n'ont pas encore commencé à fonctionner. En analysant les plans des entreprises, il est seulement possible de comparer les périodes de construction entre elles, en assimilant le même rythme technologique pour une entreprise avec le même paramètre pour une autre: 14 nm à 14 nm, 10 nm à 10 nm, etc.
AnandTech a collecté des informations auprès de tous les principaux acteurs de l'industrie des semi-conducteurs qui prévoient d'investir dans la modernisation de la production et la construction de nouvelles usines. Il s'agit de GlobalFoundries (USA), Intel (USA), Samsung (Corée du Sud), Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC, Chine), Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC, Taiwan) et United Microelectronics (UMC, Taiwan). Leurs plans pour les années à venir peuvent être résumés dans le tableau suivant.
Comme le montre le tableau, GlobalFoundries continuera à fabriquer le processus de fabrication de 14LPP pour l'année à venir, mais d'ici la fin de 2018, il commencera la production de masse de puces de 7 nm. Le début de la production de masse et le début des ventes de produits finis ne sont pas la même chose. Ces deux événements peuvent être séparés pendant 4 à 7 mois. GlobalFoundries a d'abord l'intention d'utiliser la lithographie traditionnelle avec des ultraviolets profonds (Deep Ultra Violet, DUV), qui utilise des sources lumineuses avec une longueur d'onde de 193 nm, puis passera à la technologie avancée EUV (Extreme Ultra Violet) avec une longueur d'onde d'environ 20 fois moins. À de telles échelles, la longueur d'onde est d'environ plusieurs dizaines d'atomes, donc EUV ouvre des opportunités fondamentalement nouvelles dans l'industrie des semi-conducteurs.
Intel commencera à publier des puces 10 nm pour les appareils mobiles cette année, bien que les processeurs de bureau resteront à 14 nm. À la fin de l'année, il est prévu d'établir une production dans la troisième génération de 14 nm ++. Intel est l'un des premiers à investir dans la recherche EUV, mais il n'a pas encore fait de déclarations spécifiques sur l'utilisation de cette technologie. Il est entendu qu'Intel n'utilisera pas d'EUV jusqu'à 5 nm.
Après l'introduction du 10 nm, TSMC prévoit de passer rapidement au 7 nm, tandis que Samsung, au contraire, va sortir des puces 10 nm d'ici 2019. La densité des transistors dépend non seulement de leur taille, mais aussi de la perfection de la technologie. Le 10 nm de Samsung devrait fournir à peu près la même densité que le 7 nm de TSMC. La situation ici est la même que la supériorité technologique d'Intel.
Samsung prévoit d'introduire la lithographie de nouvelle génération EUV en 2019-2020 pour produire des transistors CLN7FF +.
De nombreuses expériences EUV sont en cours, mais personne ne sait encore avec certitude si cette technologie de pointe sera en mesure de rouler. Jusqu'à présent, tous les plans des entreprises concernant l'EUV dans le tableau peuvent être considérés davantage comme des «désirs».