Cum planifică TSMC și ASML să acceseze nodul procesului de 2nm

deFlorian publicat pe
Cu lansarea de mâine a Apple iPhone 12, iPhone 12 Pro și iPad Air (2020), consumatorii din întreaga lume vor putea experimenta pentru prima dată un chipset de 5 nm. Construit de TSMC, turnătoria independentă numărul unu din lume, pantofii Apple A14 Bionic împachetează 11,8 miliarde de tranzistori de neimaginat într-un circuit integrat. Aceasta se compară cu cele 8,5 miliarde de tranzistoare utilizate de A13 Bionic.

TSMC și ASML se transformă în cipuri de 3nm și 2nm

Kirin 9000 de 5 nm de la Huawei alimentează seria Mate 40, dar, spre deosebire de Apple, numărul de cipuri Kirin de 5 nm este limitat din cauza modificării regulilor Departamentului de Comerț al SUA care împiedică turnătoriile să folosească tehnologia fabricată din SUA pentru a livra către Huawei. Compania a comandat 15 milioane de cipuri de 5 nm, dar a primit doar 8,8 milioane până când schimbarea regulilor a intrat în vigoare la jumătatea lunii septembrie. Huawei nu folosește doar cipul său de 5 nm pentru a alimenta noul său telefon emblematic, dar îl folosește și pentru a alimenta stațiile de bază ale rețelei 5G și continuarea telefonului său pliabil (Mate X2). Anul viitor, Samsung va lansa două cipuri Exynos de 5 nm, în timp ce Qualcomm se va alătura clubului cu Snapdragon 875.

Dar companii precum TSMC și Samsung nici măcar nu vor avea timp să își laude componentele de 5 nm. Acest lucru se datorează faptului că ambele turnătorii lucrează deja la nodul de proces de 3nm. În 1965, cofondatorul Intel Gordon Moore a observat că densitatea tranzistoarelor de pe un cip s-a dublat în fiecare an. Apoi a revizuit acest lucru dublând densitatea tranzistoarelor la fiecare doi ani. Deci, asta lasă puțin timp pentru a sărbători.

Unul dintre instrumentele dezvoltate pentru a menține vie Legea lui Moore este Litografia Ultravioletă Extremă (EUV). Litografia este utilizată pentru a imprima circuite pe napolitane subțiri de siliciu. Când vă gândiți la dimensiunea unui chipset și la miliardele de tranzistoare care trebuie plasate în interior, puteți înțelege că trebuie să se facă semne extrem de fine în interiorul unui cip. EUV folosește fascicule ultraviolete pentru a face acest lucru posibil. Nodul N5 cu care funcționează TSMC poate utiliza 5nm pentru până la 14 straturi. Nodul de proces de 3nm ar putea oferi o creștere de până la 15% a puterii la același număr de tranzistoare ca 5nm și o reducere de până la 30% a consumului de energie (la aceleași viteze de ceas și complexitate).

Compania olandeză de litografie ASML susține că la 3nm litografia poate fi utilizată pe 20 de straturi. Peter Wennink, CEO ASML, spune: „Cred că pe N5 în logică suntem peste 10 straturi și în N3 vom fi peste 20 și vedem de fapt că se târăște. Este doar faptul că acest lucru oferă mult mai multe beneficii schimbării la o singură modelare și eliminarea acelor strategii DUV (Deep Ultraviolet) cu mai multe modele, ceea ce este valabil și pentru DRAM. Când o singură expunere litografică nu produce o impresie de rezoluție clară, sunt utilizate expuneri cu tipar dual. Producătorii de cipuri de memorie (RAM și NAND) se bazează pe acest proces.

TSMC intenționează să utilizeze tranzistoare FinFET pentru modul său de 3nm înainte de a trece la GAAFET (gate all around) pentru cipuri de 2nm. Spre deosebire de FinFET, care nu înconjoară un canal pe toate părțile, GAA înconjoară un canal folosind o poartă. Această din urmă metodă face scurgerile de curent aproape neglijabile.

Peter Wennink, CEO al ASML, spune că compania trebuie să respecte regulile Departamentului de Comerț al SUA atunci când vine vorba de transportul sistemelor de litografie către turnătoriile chinezești, cum ar fi SMIC. Executivul a spus: „ASML necesită o licență de export din SUA pentru sisteme sau piese livrate direct din SUA către clienții afectați de reguli. Deși nu este o politică să comentăm clienții individuali, ne propunem să deservim și să susținem toți clienții noștri în întreaga lume în măsura posibilităților noastre, în timp ce, desigur, respectă legile și reglementările stabilite de jurisdicțiile în care operăm. SMIC este cea mai mare turnătorie din China și lucrează în prezent la un proces de 7nm nodul de producție de vârf este la 14nm SMIC are nevoie de mașini litografice mai avansate, dar este în prezent blocat de modificarea regulii Departamentului de Comerț al SUA.

Pentru a citi, de asemenea