No início de outubro, a fabricante de chips taiwanesa TSMC, que trabalha com empresas como AMD e Apple,
fez duas declarações. Primeiro, a empresa conseguiu melhorar sua tecnologia de processo de 7 nm e fabricar o chip usando novas tecnologias. O segundo - um chip de 5 nanômetros será lançado em 2019. As perspectivas para esses desenvolvimentos estão descritas abaixo.
/ foto UCL CCTecnologia de processo TSMC de 7nm
O chip impresso pela TSMC no início do mês é baseado na tecnologia de processo de 7nm de segunda geração, que sofreu várias alterações em relação ao seu antecessor.
A tecnologia de processo de 7 nm da primeira geração TSMC é baseada na litografia
DUV com radiação ultravioleta "profunda". Neste caso
, litografia de imersão e scanners com comprimento de onda de 193 nm são usados. O primeiro chip dessa tecnologia na empresa foi impresso em abril deste ano. E em maio, a TSMC
começou a produzir chips de 7 nm para a Apple. Novos chips foram
fornecidos com o sistema de chips A12 Bionic. Ela já é responsável pelo trabalho dos mais recentes smartphones da gigante de TI: iPhone XR, XS e XS Max.
No total, os pedidos
vêm de duas dúzias de empresas, incluindo Bitmain, NVIDIA e Qualcomm. A AMD
também é
um grande cliente dos processadores TSMC - Vega 20 e uma CPU de servidor Epyc é construída com base na tecnologia de processo de 7 nm.
No início deste mês, o TSMC informou que eles foram capazes de melhorar sua tecnologia de processo de 7 nm. Os engenheiros usaram fotolitografia no ultravioleta "duro" (
EUV ) para desenvolver chips. Nesse caso, o comprimento de onda é
vinte vezes menor e é 13,5 nm . A mudança para o EUV (juntamente com o desenvolvimento de métodos para modelar e detectar defeitos e outros processos)
reduziu o consumo de energia dos microcircuitos fabricados em 8% e aumentou a densidade dos transistores em 20%, em comparação com a tecnologia da primeira geração.
Até agora, apenas quatro camadas não críticas do chip estão sendo implementadas com o EUV. Primeiro, a empresa deseja dominar a tecnologia e depois usá-la para a fabricação de grandes volumes de produtos (enquanto a produção de dispositivos adequados é bastante baixa).
O fabricante não revelou quem se tornou o primeiro cliente a receber os novos chips, no entanto, supõe-se que a
Apple seja a mesma . A empresa também está desenvolvendo uma versão especializada da tecnologia de processo atualizada para a indústria automobilística.
Quando esperar por um chip de 5nm
A TSMC planeja iniciar a produção arriscada de chips de 5nm já em 2019. Para criar microcircuitos de 5 nanômetros, a empresa usa o EUV, mas usando esse método de fotolitografia, quatorze camadas do chip serão produzidas, em vez de quatro.
Até então, uma empresa de Taiwan planeja interromper a tecnologia EUV e aumentar a capacidade de produção. A empresa já
anunciou o início da construção de uma nova fábrica onde serão criados chips. Será erguido no South Science Park de Taiwan.
Os chips de 5 nm têm várias vantagens sobre os 7 nm. Com a mesma complexidade, a densidade de transistores nos chips atualizados
será 1,8 vezes maior e a frequência do relógio aumentará em 15%. Nesse caso, o processador de 5 nm consumirá 20% menos energia que 7 nm. No entanto, antes de iniciar a produção, a empresa precisa resolver uma série de dificuldades.
O primeiro deles é a
falta de ferramentas
de desenvolvimento. O pacote de design EDA necessário para a tecnologia de processo de 5 nm será preparado em novembro deste ano. No entanto, as bibliotecas para unidades PCIe 4.0 e USB 3.1 estarão prontas apenas no próximo verão.
Outro problema é o alto custo de desenvolvimento. Segundo especialistas, o desenvolvimento de um sistema em um chip usando a tecnologia de 7 nm
custa cerca de US $ 150 milhões. No caso da tecnologia de processo de 5 nm, o custo sobe para US $ 250 milhões. Isso significa que o preço dos produtos acabados aumentará eventualmente e menos empresas clientes estarão interessadas em usar esses chips. Portanto, não há garantia de que a produção de microcircuitos usando a tecnologia de processo de 5 nm seja recompensada.
Como estão as outras empresas?
Em um de nossos posts anteriores, dissemos que o fabricante de circuitos integrados da
GlobalFoundries interrompeu o desenvolvimento de sua tecnologia de processo
de 7, 5 e 3 nm devido a dificuldades financeiras. Em vez disso, a organização mudou para melhorar os 14nm e criar dispositivos de armazenamento incorporados.
/ photo Mr Seb CC / 22nm wafer de silício IntelA Intel também está perdendo o TSMC na velocidade de desenvolvimento de novos processos de fabricação. A empresa
adiou novamente
o lançamento do chip de 10 nm e, em setembro, anunciou que estava
retornando ao chip de
22 nm (embora para a implementação de chipsets) para "descarregar" as capacidades de produção. No entanto, é justo dizer que 7 nm no TSMC e 10 nm na Intel
são considerados os mesmos padrões de design no contexto da densidade e tamanho dos transistores.
Até agora, a Samsung
é o único concorrente da TSMC nos campos de 7 e 5 nanômetros. A gigante sul-coreana planejou o lançamento de chips de 7 nm para o primeiro semestre do próximo ano. Os chips de acordo com os padrões de design da Samsung de 5 nm também começarão a ser produzidos em 2019, mas quando as vendas começarem, ainda é desconhecido.
PS Sobre a infraestrutura virtual e trabalho com PD - em nosso
canal Telegram :