Как TSMC и ASML планируют получить доступ к 2-нм техпроцессу

паритетФлориан опубликовано на
С завтрашним релизом Apple iPhone 12, iPhone 12 Pro и iPad Air (2020 г.) потребители по всему миру впервые смогут испытать 5-нм чипсет. Рожок для обуви Apple A14 Bionic, созданный TSMC, независимым литейным заводом номер один в мире, объединяет невообразимые 11,8 миллиарда транзисторов в интегральную схему. Это сопоставимо с 8,5 миллиардами транзисторов, используемых A13 Bionic.

TSMC и ASML переходят на чипы 3 и 2 нм

9000-нм процессор Kirin 5 от Huawei работает в серии Mate 40, но, в отличие от Apple, количество 5-нм чипов Kirin ограничено из-за изменения правил Министерства торговли США, которое запрещает литейным заводам использовать технологии, произведенные в США, для доставки Хуавей. Компания заказала 15 миллионов 5-нм чипов, но получила только 8,8 миллиона, пока изменение правил не вступило в силу в середине сентября. Huawei не только использует свой 5-нм чип для питания своего нового флагманского телефона, но также использует его для питания базовых станций сети 5G и продолжения своего складного телефона (Mate X2). В следующем году Samsung выпустит два 5-нм чипа Exynos, а Qualcomm присоединится к клубу со Snapdragon 875.

Но у таких компаний, как TSMC и Samsung, даже не будет времени хвалить свои 5-нм компоненты. Это потому, что оба завода уже работают над технологическим узлом 3 нм. В 1965 году соучредитель Intel Гордон Мур заметил, что плотность транзисторов на кристалле ежегодно удваивается. Затем он пересмотрел это, удвоив плотность транзисторов каждые два года. Так что остается мало времени для празднования.

Одним из инструментов, разработанных для поддержания закона Мура, является экстремальная ультрафиолетовая литография (EUV). Литография используется для печати схем на тонких кремниевых пластинах. Когда вы думаете о размере набора микросхем и о миллиардах транзисторов, которые должны быть размещены внутри, вы понимаете, что внутри микросхемы должны быть сделаны очень тонкие метки. EUV использует ультрафиолетовые лучи, чтобы сделать это возможным. Узел N5, с которым работает TSMC, может использовать 5 нм для до 14 слоев. 3-нм технологический узел может обеспечить увеличение мощности до 15% при том же количестве транзисторов, что и 5-нм, и снижение энергопотребления до 30% (при тех же тактовых частотах и ​​сложности).

Голландская литографическая компания ASML утверждает, что при литографии 3 нм можно использовать более 20 слоев. Питер Веннинк, генеральный директор ASML, говорит: «Я думаю, что с логикой N5 у нас более 10 уровней, а в N3 нас будет больше 20, и мы действительно видим это сканирование. Это просто факт, что это дает гораздо больше преимуществ для переключения. к единому моделированию и удалению этих мульти-шаблонных стратегий DUV (Deep Ultraviolet), что также верно и для DRAM. Когда одна литографическая экспозиция не дает впечатления резкого разрешения, используются двойные экспозиции. Производители микросхем памяти (RAM и NAND) полагаются на этот процесс.

TSMC планирует использовать транзисторы FinFET для своего 3-нм режима, прежде чем перейти на GAAFET (затвор со всех сторон) для 2-нм чипов. В отличие от FinFET, который не окружает канал со всех сторон, GAA окружает канал с помощью гейта. Последний метод делает утечку тока практически незначительной.

Питер Веннинк, генеральный директор ASML, говорит, что компания должна соблюдать правила Министерства торговли США, когда речь идет о поставках литографических систем на китайские литейные предприятия, такие как SMIC. Исполнительный директор сказал: «ASML ​​требует экспортной лицензии в США для систем или деталей, поставляемых непосредственно из США клиентам, подпадающим под действие правил. Хотя это не политика, чтобы комментировать отдельных клиентов, мы стремимся обслуживать и поддерживать всех наших клиентов. по всему миру в меру наших возможностей, при этом, конечно, соблюдая законы и правила, установленные юрисдикциями, в которых мы работаем. SMIC является крупнейшим литейным производством в Китае и в настоящее время работает над 7-нм технологическим узлом, пиковое производство составляет 14 нм Компания SMIC нуждается в более совершенных литографических машинах, но в настоящее время она приостановлена ​​из-за изменения правил Министерства торговли США.

Также читайте