Fábrica de semicondutores da Samsung em Austin (EUA)A transição de 14 nm para 10 nm será o maior salto tecnológico na densidade de transistores da história. A densidade aumenta imediatamente 2,7 vezes. Assim, a lei de Moore continuará em vigor nos próximos anos. A publicação da AnandTech
reuniu informações sobre os planos de várias empresas para a construção de novas usinas de geração com processos tecnológicos de 10, 7, 6 e 5 nm.
Deve-se notar primeiro que medir a densidade dos transistores pelo tamanho de um transistor não é uma métrica completamente correta. Por exemplo, a Intel estima que seus 14nm podem acomodar 23% mais transistores que os 14nm de "outras empresas". Essa diferença é formada devido a uma menor altura da célula lógica, a uma distância menor entre os portões e a um menor espaçamento entre nervuras (consulte a tabela).
Por exemplo, o passo do portão (passo do portão, a distância entre os portões dos transistores adjacentes, incluindo a largura dos próprios portões) na Intel é radicalmente menor que a de outros fabricantes. Na tecnologia de processo de 22 nanômetros, era quase a mesma dos concorrentes atualmente a 14/16 nm.
Em termos de pitch de interconexão (pitch de interconexão, a distância mínima entre as camadas de conexões no circuito), a Intel não tem uma vantagem tão importante, mas ainda assim os concorrentes ainda não chegaram perto do valor que a Intel já atingiu a 14 nm.
Assim, as "outras fábricas" atingiram a densidade de transistores "Intel" com um atraso de três anos: para isso, eles precisam implementar a tecnologia de processo de 10 nm para igualar os 14 nm da Intel e, em seguida, o próprio líder irá muito além. Pelo menos, a própria Intel tem esses planos.
Também é interessante que a tecnologia de terceira geração atual e aprimorada de 14 nm ++ da Intel seja melhor do que os primeiros chips de 10 nm. A própria empresa reconhece isso. Não há nada a ser feito - novas tecnologias ainda precisam ser testadas e testadas. Ou seja, podemos esperar o aprimoramento real da tecnologia de 14 nm ++ em algum momento por volta de 2020, e só podemos esperar pela Intel, porque os concorrentes estão tecnologicamente atrasados, apesar dos planos anunciados de 10 e 7 nm (novamente, repetimos, isso é palavras da Intel, mas o que é realmente o atraso tecnológico dos concorrentes e se ele existe é desconhecido).
De fato, seria mais correto considerar a densidade dos transistores: dividir a área do microcircuito pelo número de transistores. Mas como fazer isso se as próprias fábricas ainda não começaram a funcionar. Ao analisar os planos das empresas, só é possível comparar os períodos de construção entre si, igualando a mesma taxa de processo tecnológico para uma empresa com o mesmo parâmetro para outra: 14 nm a 14 nm, 10 nm a 10 nm, etc.
A AnandTech coletou informações de todos os principais players do setor de semicondutores que planejam investir na modernização da produção e na construção de novas fábricas. São GlobalFoundries (EUA), Intel (EUA), Samsung (Coréia do Sul), Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC, China), Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC, Taiwan) e United Microelectronics (UMC, Taiwan). Seus planos para os próximos anos podem ser resumidos na tabela a seguir.
Como pode ser visto na tabela, a GlobalFoundries continuará a fabricar o processo de fabricação de 14LPP para o próximo ano, mas até o final de 2018 começará a produção em massa de chips de 7 nm. O início da produção em massa e o início das vendas de produtos acabados não são a mesma coisa. Esses dois eventos podem ser separados por 4-7 meses. Primeiro, a GlobalFoundries pretende usar a litografia tradicional com ultravioleta profundo (Deep Ultra Violet, DUV), que usa fontes de luz com um comprimento de onda de 193 nm e depois muda para a avançada tecnologia EUV (Extreme Ultra Violet) com um comprimento de onda de cerca de 20 vezes menos. Em tais escalas, o comprimento de onda é de aproximadamente várias dezenas de átomos, de modo que o EUV abre oportunidades fundamentalmente novas na indústria de semicondutores.
A Intel começará a lançar chips de 10 nm para dispositivos móveis este ano, embora os processadores de desktop permaneçam em 14 nm. No final do ano, está previsto o estabelecimento de produção na terceira geração de 14 nm ++. A Intel é uma das primeiras a investir em pesquisas EUV, mas ainda não fez declarações específicas sobre o uso dessa tecnologia. Entende-se que a Intel não utilizará EUV até 5 nm.
Após a introdução de 10 nm, a TSMC planeja mudar rapidamente para 7 nm, enquanto a Samsung, pelo contrário, lançará chips de 10 nm até 2019. A densidade dos transistores depende não apenas do tamanho, mas também da perfeição da tecnologia. É provável que os 10nm da Samsung forneçam aproximadamente a mesma densidade que 7nm do TSMC. A situação aqui é a mesma que a superioridade tecnológica da Intel.
A Samsung planeja introduzir a litografia de próxima geração EUV em 2019-2020 para produzir transistores CLN7FF +.
Muitos experimentos EUV estão sendo realizados, mas ninguém ainda sabe ao certo se essa tecnologia avançada será capaz de rodar. Todos os planos das empresas em relação à EUV na tabela até agora podem ser considerados mais como "desejos".