Langkah lain menuju akhir Hukum Moore

Samsung dan TSMC beralih ke teknologi proses 5 nm

Dua produsen terbesar adalah Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) dan Samsung mengumumkan pada bulan April bahwa mereka akan menaiki tangga berikutnya dari Tangga Hukum Moore . Pertama, TSMC berbicara, mengumumkan transfer teknologi proses 5 nm ke tahap "produksi berisiko" - yaitu, perusahaan percaya bahwa prosesnya sudah siap, dan pelanggan pertama mengambil risiko, berharap produk tersebut akan bekerja dalam skema mereka. Samsung dengan cepat mengikutinya dengan pernyataan serupa.

TSMC mengatakan proses 5nm memberikan peningkatan kecepatan 15% atau peningkatan efisiensi energi 30%. Samsung menjanjikan akselerasi 10% dan peningkatan efisiensi 20%. Analis mengatakan angka-angka ini sesuai dengan harapan. Namun, dibandingkan dengan terkadang peningkatan 50% yang terjadi 10 tahun yang lalu, jelas bahwa hukum Moore tidak sama dengan sebelumnya. Tetapi dilihat dari investasi produsen besar, pelanggan percaya bahwa itu sepadan.

Apa keanehan dari 5 nanometer?

5 nm adalah teknologi pertama yang dibuat dari awal menggunakan photolithography dalam ultraviolet mendalam [extreme ultraviolet lithography, EUV]. FGU dengan panjang gelombang 13,5 nm dapat membuat bagian yang sangat kecil pada silikon. Beberapa dari mereka dapat dibuat oleh alat photolithography generasi sebelumnya, namun, mereka akan membutuhkan tiga atau empat lintasan berturut-turut untuk menghasilkan hasil yang sama dengan yang dicapai oleh Institusi Negara Federal dalam satu lintasan.


Perbaikan dicapai dalam transisi ke teknologi proses baru

Pabrik mulai berproduksi pada 7 nm tanpa FGU, tetapi kemudian menggunakannya untuk mengurangi jumlah langkah litograf dan meningkatkan output. Pada produksi 5 nm, 10-12 langkah FGU digunakan, yaitu untuk teknologi sebelumnya akan diperlukan untuk melakukan 30 langkah, jika memungkinkan.

Karena fotoma yang mengandung skema mahal dan setiap mesin litografi berharga $ 100 juta plus investasi, "FGU lebih mahal per lapisannya," kata J. Dan Hutcheson dari VLSI Research. Tetapi dalam hal substrat, kesenjangan dalam laba bersih diperoleh, dan FSI akan menjadi dasar dari semua proses di masa depan.

Siapa yang akan menggunakannya?

Proses pembuatan baru bukan untuk semua orang. Setidaknya belum. Namun, kedua perusahaan telah mengidentifikasi beberapa perusahaan yang mungkin berada di garis depan, termasuk pemasok prosesor untuk smartphone dan infrastruktur 5G. “Kami membutuhkan volume besar dan kebutuhan untuk kecepatan atau efisiensi energi,” kata Len Jelinek , seorang analis dengan semikonduktor di IHS Markit.

Apa yang Anda bersaing dengan masalah, jelas Kevin Crevel dari TIRIAS Research. GPU, FPGA, mikroprosesor berkinerja tinggi digunakan untuk menjadi yang pertama yang memanfaatkan garis depan hukum Moore. Tetapi dengan semakin sedikit kompetisi di pasar-pasar ini, teknologi baru semakin dibutuhkan untuk prosesor seluler.

Apakah normal jika hanya ada dua perusahaan yang tersisa?

Hanya 5 perusahaan yang menawarkan layanan manufaktur 5 nm, Samsung dan TSMC. GlobalFoundries menyerah pada 14 nm, sementara Intel, yang beberapa tahun terlambat dengan rilis produk yang setara dengan pesaingnya di 7 nm, analis mengatakan, menolak layanan produksi.

Samsung dan TSMC tetap karena mereka mampu membeli investasi dan mengharapkan pengembalian yang masuk akal bagi mereka. Samsung adalah pembuat chip terbesar dengan pendapatan pada tahun 2018, tetapi fasilitas manufakturnya dianggap ke - 4 di dunia , dengan TSMC di tempat pertama. Pengeluaran modal TSMC pada tahun 2018 berjumlah $ 10 miliar, Samsung merencanakan pengeluaran yang kira-kira sama setiap tahun hingga tahun 2030.

Dapatkah sebuah industri bekerja ketika hanya dua perusahaan yang mampu memberikan proses manufaktur paling maju? "Pertanyaannya bukan apakah itu bisa berhasil," kata Hutcheson. "Dia harus melakukannya."

"Selama kami memiliki setidaknya dua solusi yang layak, industri akan merasa nyaman," kata Jelinek.

Apa selanjutnya

Pada jalur perakitan pembuat chip, biasanya 5 nm diikuti 7 nm, dan 3 nm diikuti 5 nm. Tetapi analis mengatakan pabrik akan mulai menawarkan berbagai teknologi dengan perbaikan bertahap yang menutup celah. Memang, Samsung dan TSMC menawarkan apa yang mereka sebut teknologi proses 6 nm . Pabrik akan membutuhkan produk perantara sehingga pelanggan terus mendatanginya di ujung hukum Moore. Lagi pula, tidak banyak angka yang tersisa antara 5 dan 0.