5nm रास्ते पर - जब एक नई प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए इंतजार करना होगा

अक्टूबर की शुरुआत में, ताइवान की चिप निर्माता TSMC, जो AMD और Apple जैसी कंपनियों के साथ काम करती है, ने दो बयान दिए। सबसे पहले, कंपनी ने अपनी 7-एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी में सुधार किया और नई तकनीक का उपयोग करके चिप का निर्माण किया। दूसरा - 2019 में 5-नैनोमीटर चिप जारी की जाएगी। इन घटनाक्रमों की संभावनाएँ नीचे वर्णित हैं।


/ फोटो यूसीएल सीसी

7nm TSMC प्रक्रिया प्रौद्योगिकी

महीने की शुरुआत में TSMC द्वारा मुद्रित चिप दूसरी पीढ़ी की 7nm प्रक्रिया प्रौद्योगिकी पर आधारित है, जिसमें इसके पूर्ववर्ती की तुलना में कई बदलाव हुए हैं।

पहली पीढ़ी TSMC की 7-एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी DUV लिथोग्राफी पर "गहरी" पराबैंगनी विकिरण के साथ आधारित है। इस मामले में , 193 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ विसर्जन लिथोग्राफी और स्कैनर का उपयोग किया जाता है। कंपनी में इस तकनीक पर पहली चिप इस साल अप्रैल में वापस छपी थी। और मई में, TSMC ने Apple के लिए 7nm चिप्स का उत्पादन शुरू किया। A12 बायोनिक चिप सिस्टम के साथ नए चिप्स की आपूर्ति की गई थी । वह पहले से ही आईटी दिग्गज के नवीनतम स्मार्टफोन के काम के लिए जिम्मेदार है: iPhone XR, XS और XS मैक्स।

कुल मिलाकर, बिटमैन, एनवीआईडीआईए और क्वालकॉम सहित दो दर्जन कंपनियों से ऑर्डर आते हैं । एएमडी टीएसएमसी का एक प्रमुख ग्राहक भी है - वेगा 20 प्रोसेसर और एक एपिक सर्वर सीपीयू 7-एनसीआर प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के आधार पर बनाया गया है।

इस महीने की शुरुआत में, TSMC ने बताया कि वे अपनी 7nm प्रक्रिया प्रौद्योगिकी में सुधार करने में सक्षम थे। इंजीनियरों ने चिप्स को विकसित करने के लिए "हार्ड" पराबैंगनी ( ईयूवी ) में फोटोलिथोग्राफी का उपयोग किया। इस मामले में, तरंग दैर्ध्य बीस गुना कम है और 13.5 एनएम है । EUV पर स्विच करना (साथ में मॉडलिंग के लिए तरीकों का विकास और दोषों और अन्य प्रक्रियाओं का पता लगाना) ने विनिर्मित माइक्रोकैक्रिबेट्स की बिजली की खपत को 8% तक कम कर दिया है और पहली पीढ़ी की तकनीक की तुलना में ट्रांजिस्टर के घनत्व में 20% की वृद्धि की है।

अब तक, चिप की केवल चार गैर-महत्वपूर्ण परतें EUV के साथ कार्यान्वित की जा रही हैं। सबसे पहले, कंपनी प्रौद्योगिकी में महारत हासिल करना चाहती है, और फिर इसका उपयोग बड़ी मात्रा में उत्पादों के निर्माण के लिए करती है (जबकि उपयुक्त उपकरणों का उत्पादन काफी कम है)।

निर्माता ने खुलासा नहीं किया कि नए चिप्स प्राप्त करने वाले पहले ग्राहक कौन बने, हालांकि एक धारणा है कि ऐप्पल एक ही था । कंपनी ऑटो उद्योग के लिए अद्यतन प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का एक विशेष संस्करण भी विकसित कर रही है।

5nm चिप के लिए कब प्रतीक्षा करें

TSMC की योजना 2019 में 5nm चिप्स के जोखिम भरे उत्पादन को शुरू करने की है। 5-नैनोमीटर माइक्रोक्रिस्केट बनाने के लिए, कंपनी ईयूवी का उपयोग करती है, लेकिन फोटोलिथोग्राफी की इस पद्धति का उपयोग करते हुए, चिप के चौदह परतों का उत्पादन किया जाएगा, चार के बजाय।

तब तक, एक ताइवानी कंपनी EUV तकनीक को तोड़ने और उत्पादन क्षमता बढ़ाने की योजना बना रही है। कंपनी ने पहले ही एक नए कारखाने के निर्माण की शुरुआत की घोषणा की है जहां चिप्स बनाए जाएंगे। इसे ताइवान के साउथ साइंस पार्क में बनाया जाएगा।

5nm चिप्स के 7nm पर कई फायदे हैं। एक ही जटिलता के साथ, अद्यतन चिप्स में ट्रांजिस्टर का घनत्व 1.8 गुना अधिक होगा, और घड़ी की आवृत्ति 15% बढ़ जाएगी। इस मामले में, 5-एनएम प्रोसेसर 7-एनएम से 20% कम ऊर्जा की खपत करेगा। हालांकि, उत्पादन शुरू करने से पहले, कंपनी को कई कठिनाइयों को हल करने की आवश्यकता है।

इनमें से पहला विकास उपकरणों की कमी है । 5-एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए आवश्यक ईडीए डिजाइन पैकेज इस साल नवंबर में तैयार किया जाएगा। हालांकि, PCIe 4.0 और USB 3.1 इकाइयों के लिए पुस्तकालय केवल अगली गर्मियों में तैयार होंगे।

एक अन्य समस्या उच्च विकास लागत है। विशेषज्ञों के अनुसार, 7-एनएम तकनीक का उपयोग कर एक चिप पर एक प्रणाली के विकास में लगभग 150 मिलियन डॉलर खर्च होते हैं। 5-एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के मामले में, लागत $ 250 मिलियन तक बढ़ जाती है। इसका मतलब है कि तैयार उत्पादों की कीमत अंततः बढ़ेगी, और कम ग्राहक कंपनियां इन चिप्स का उपयोग करने में रुचि रखेंगी। इसलिए, इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि 5-एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का उपयोग करने वाले माइक्रोक्रिस्कुट का उत्पादन बंद हो जाएगा।

दूसरी कंपनियां कैसे कर रही हैं?

हमारी पिछली पोस्ट में, हमने कहा था कि ग्लोबल सर्किट, एकीकृत सर्किट के निर्माता, ने वित्तीय कठिनाइयों के कारण इसकी 7-, 5- और 3-एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के विकास को रोक दिया है। इसके बजाय, संगठन ने 14nm में सुधार करने और एम्बेडेड स्टोरेज डिवाइस बनाने के लिए स्विच किया।


/ फोटो श्री सीबी सीसी / 22nm इंटेल सिलिकॉन वेफर

नई विनिर्माण प्रक्रियाओं को विकसित करने की गति में इंटेल TSMC को भी खो रहा है। कंपनी ने 10-एनएम चिप की रिलीज को फिर से स्थगित कर दिया , और सितंबर में घोषणा की कि यह "ऑफलोड" उत्पादन क्षमताओं के क्रम में 22-एनएम चिप (चिपसेट के कार्यान्वयन के लिए यद्यपि) में लौट रहा था। हालांकि, यह कहना उचित है कि टीएसएमसी में 7-एनएम और इंटेल में 10-एनएम को ट्रांजिस्टर के घनत्व और आकार के संदर्भ में समान डिजाइन मानक माना जाता है ।

अब तक, सैमसंग 7- और 5-नैनोमीटर क्षेत्र में टीएसएमसी का एकमात्र प्रतियोगी है। दक्षिण कोरियाई दिग्गज ने अगले साल की पहली छमाही के लिए 7-एनएम चिप्स लॉन्च करने की योजना बनाई है। 5-एनएम सैमसंग के डिजाइन मानकों के अनुसार चिप्स 2019 में भी उत्पादन करना शुरू कर देगा, लेकिन जब उनकी बिक्री शुरू होती है, तो यह अभी भी अज्ञात है।

---

पुनश्च वर्चुअल इंफ्रास्ट्रक्चर के बारे में और पीडी के साथ काम करें - हमारे टेलीग्राम चैनल में :

• VMware के साथ क्या है: तीन नई सुविधाएँ
• रूस और यूरोप में पीडी को कैसे संभालना है
• क्लाउड में 100% बुनियादी ढांचे की मेजबानी कैसे करें