No final de agosto, a GlobalFoundries, fabricante de circuitos integrados de semicondutores (trabalha com a AMD),
parou de desenvolver processos de fabricação de 7 nanômetros. Alguns meses antes, a Intel
anunciou que estava atrasando novamente o lançamento de seu chip de 10 nanômetros.
Explicamos ainda mais as razões dessas decisões e a situação do setor.
/ foto Intel Free Press CCAlgumas palavras sobre processos tecnológicos
Transistores separados em um chip são formados
por fotolitografia . Nesse caso, uma fina película de polímero fotossensível chamada fotorresiste é aplicada ao substrato de silício. Em seguida, essa camada de foto é tratada com luz (produz a chamada exposição) através de uma máscara de foto com o padrão necessário. As áreas expostas são lavadas no revelador e os cristais são gravados.
As empresas estão reduzindo os processos tecnológicos para aumentar o número de produtos de uma peça e reduzir o consumo de energia do chip final. O fabricante tem a oportunidade de aumentar a velocidade do chip, mantendo suas dimensões inalteradas.
Durante muito tempo, essa tendência (de reduzir processos tecnológicos) permaneceu justa. Mas agora, as empresas de TI começaram a atrasar ou até parar de desenvolver novos processos tecnológicos. Isso se deve em parte ao aumento do preço do equipamento e a um alto nível de casamento.
Mais detalhes sobre a situação são discutidos abaixo.
Por que a GlobalFoundries cancelou 7nm
A GlobalFoundries produz bolachas de silício em oito fábricas em todo o mundo. A empresa deveria lançar um chip de 7 nm no segundo trimestre de 2018. No entanto, algumas semanas antes do lançamento esperado, a GlobalFoundries decidiu cancelar tudo.
Em vez disso, a organização
se concentrará no desenvolvimento de padrões de produção especializados para
14LPP (Low-Power Plus) e 12LP (Leading-Performance) e na criação de vários
dispositivos de armazenamento embutidos.
A plataforma 14LPP é uma versão aprimorada do processo de 14 nm baseada no
transistor 3D
FinFET . Aumenta o desempenho dos dispositivos em 55% e reduz o consumo de energia em 60% (em comparação com 28 nm). E o
12LP é um processo de fabricação de semicondutores, aprimorado para as necessidades de sistemas de IA, smartphones e eletrônicos automotivos.
Segundo o CTO GlobalFoundries Gary Patton, o motivo da mudança estratégica não foram problemas técnicos, mas financeiros. A empresa investiu bilhões de dólares no desenvolvimento de chips de 7 nanômetros. A primeira geração, que usa litografia de imersão, estava quase concluída. Mas o segundo e o terceiro (eles exigiram faixas UV mais profundas para aumentar a densidade dos transistores) não tinham fundos suficientes.
Juntamente com o cancelamento de 7 nm, a GlobalFoundries interrompeu o desenvolvimento de processos de fabricação de 5 e 3 nanômetros. Devido à mudança de curso, a GlobalFoundries cortará cinco por cento de seus funcionários e revisará os acordos com a AMD e a IBM. Em particular, a empresa trabalhará com a IBM até o final do ano e depois parará de pesquisar novos processos tecnológicos.
Quem mais adiou o desenvolvimento
Outra organização que atrasou o lançamento de chips em um novo processo foi a Intel. A gigante de TI está
movendo o lançamento maciço de circuitos de 10nm há dois anos. Desta vez, o início das vendas dos primeiros produtos de 10 nm foi
movido para o final de 2019.
Segundo
representantes da empresa, o motivo do atraso é o baixo rendimento dos processadores. Acredita-
se que o problema esteja associado à tecnologia de múltiplos padrões e ao uso de cobalto.
Os volumes de produção estão crescendo mais lentamente que o planejado. Tecnicamente, a Intel já está fornecendo chips de 10nm em pequenos lotes. Por exemplo, o primeiro Core i3-8121U - processadores de 10 nm da família Cannon Lake - já
funciona em laptops da Lenovo. No entanto, não há necessidade de falar sobre produção em massa de chips.
/ foto Intel Free Press CCOutros participantes do mercado também não têm pressa de colocar em prática o desenvolvimento de novos processos tecnológicos. Até agora, a UMC adotou a tecnologia de processo de 14 nm, enquanto a Samsung
promete 7 nm, mas também não antes de 2019.
Razões principais
Como já dissemos, o alto custo da transição é uma das razões pelas quais a GlobalFoundries reduziu seus projetos. E, de acordo
com o Gartner, ela é a principal. Segundo analistas, o custo do desenvolvimento da tecnologia de 7 nm é de aproximadamente US $ 270 milhões.
Equipamento para
litografia EUV , nanofolhas, materiais exóticos como o rutênio - todas essas coisas não são baratas, mas algumas delas já são difíceis de fazer. Para recuperar o investimento em produção,
é necessário produzir 150 milhões de chips por ano. Portanto, a implementação de processos de 7, 5, 3 e 2 nm pode ser comercialmente desvantajosa.
Além disso, mesmo que eles criem um microcircuito, o “escape” no desempenho nem sempre acaba sendo significativo. Por exemplo, a Qualcomm
acredita que o processo de 5 nm não excederá em muito os 7 nm em termos de desempenho, e vários bilhões de dólares deverão ser investidos em seu desenvolvimento.
A segunda razão é a alta probabilidade de erro e seu preço. Por exemplo, os atrasos no fornecimento da tecnologia de processo Intel de 10 nm "
gastaram um centavo " para um dos gigantes de TI com uma capitalização de US $ 20 bilhões.
Os residentes da HN também
destacam outras razões para a desaceleração na indústria de semicondutores. Por exemplo, um dos usuários acredita que reduzir o tamanho do cristal afeta negativamente o seu resfriamento. Portanto, as empresas estão tentando investir no desenvolvimento de tecnologias mais eficientes em termos de energia, em vez de reduzir o tamanho dos cristais (esse é o caminho que a GlobalFoundries escolheu).
Por que as atualizações ainda são necessárias
Os representantes da indústria
acreditam que os processos tecnológicos ainda terão que ser reduzidos. Isso garantirá a operação eficaz das redes AI, MO, 5G e IoT. De acordo com
cálculos preliminares dos desenvolvedores do TSMC, a tecnologia de processo de 7 nm melhorará a produtividade em 30% e metade reduzirá o consumo de energia do processador (em comparação com 10 nm).
No entanto, David Hemker, vice-presidente sênior da Lam Research, uma empresa de semicondutores,
enfatiza que o setor precisará de novas soluções para lidar com a crescente complexidade dos processos de fabricação.
/ foto Fritzchens Fritz PDAté agora, a litografia EUV gera
muitos defeitos na fabricação de chips . Mas, se continuarmos a melhorar a tecnologia, ela
deverá reduzir o tempo e os custos do desenvolvimento de novos processos tecnológicos.
Apesar de todas as dificuldades de produção, alguns representantes do setor já fazem previsões para processos inferiores a 5 nm e falam sobre o momento do lançamento desses chips. Assim, por exemplo, a TSMC - também envolvida na produção de semicondutores - já está
planejando desenvolver tecnologia de processo de 3 e 2 nm. E o centro de pesquisa Imec, junto com a Cadence Design Systems,
desenvolveu amostras de teste de microprocessadores usando a tecnologia de 3 nm.
Portanto, no futuro, veremos definitivamente a aplicação dessas tecnologias, somente esse momento poderá chegar um pouco mais tarde do que o inicialmente assumido.
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