Видео: 5 НОВЫХ ЛАЙФХАКОВ С КОНСТРУКТОРОМ LEGO 4K (Септември 2024)
Вчера присъствах на Общия технологичен форум на платформата, където IBM, Globalfoundries и Samsung представиха технологията, която ще използват за производството на чипове в бъдеще. Тази група, първоначално създадена от IBM за разпространение на своите технологии за производство на чипове, по същество отнема основен процес, създаден от IBM и неговите партньори, след което го премества в Globalfoundries и Samsung за производство на големи обеми.
Ето основните моменти:
Разработването на 14 nm технологична технология FinFET (създаване на 3D подобни транзистори) изглежда е на път, най-вероятно с леярските производства, които започват производството през 2014 г. и продуктите, базирани на това производство, вероятно ще се появят до 2015 г. (Intel вече доставя FinFET, които той нарича "Tri-Gate" транзистори, на 22 nm, но Intel е различен по това, че преди всичко е собствен клиент, с един-единствен основен дизайн, и леярниците трябва да поддържат много по-широк кръг от клиенти.) Обърнете внимание, че версията на общата платформа на този процес, както беше обсъдено от Globalfoundries по-рано, комбинира FinFET технологията на "предния край" със същия "бек-енд", както и нейният 20 nm процес.
Въпреки че всички са съгласни, че в бъдеще е необходима литография на EUV (екстремна ултравиолетова), в бъдеще трябва да се отнеме повече време и да се изправим пред повече проблеми от очакваното. Сега няма вероятност да се използва до 7nm производство или дори по-късно.
Когато групата на Общата платформа веднъж говори за това да направи процесите си идентични от всеки от своите производители, така че клиентите да могат лесно да мигрират от един на друг, сега изглежда фокусът е върху създаването на основна технологична технология и след това отдаване под наем на отделните леярни (Globalfoundries и Samsung) персонализирайте ги за техните конкретни клиенти.
Миграцията към 20 nm и 14nm производство няма да създаде толкова намаление на разходите на транзистор, както производителите очакват от новите технологични възли. (Обикновено получавате два пъти повече транзистори на възел - Законът на Мур - но с малко по-висока цена.) Но 20nm добавя повече разходи, тъй като за първи път ще изисква "двойно моделиране" на литографията, а 14nm възелът - общ Партньорите на платформата говорят всъщност не е напълно свиване, тъй като използва 20nm „back-end“. Но ръководителите казаха, че очакват да се върнат към нормалната икономика с преминаване към 10 nm.
Ето някои подробности:
Майк Кадиган, вицепрезидент на IBM Microelectronics, говори за развитието на общата платформа през последните 10 години. Той премина от група, предназначена да създаде алтернатива на лидера на леярите TSMC, до тази, която сега включва леярите номер две и три (Globalfoundries и Samsung Semiconductor), базирани на технологията, която идва от изследванията на IBM и другите компании. По-специално, той посочи ново съоръжение за изследвания и разработки на полупроводници в Олбани, Ню Йорк, изградено съвместно с държавата и партньорите, където IBM сега работи с петте си най-добри доставчици на оборудване по проекти като разработване на EUV.
Кадиган (по-горе) спомена за трудността да премине към следващото поколение технологии. „Всички сме на бягаща пътека“, каза той, но предположи, че моделът на Общата платформа дава възможност на членовете й да използват работата, извършена от членовете и техните партньори.
„Нашата индустрия е жизненоважна за обществото“, каза той, като отбеляза как силицийът управлява всичко - от смартфони до самостоятелно шофиране на автомобили до нови здравни услуги са устройства.
По-късно, в рамките на сесия с въпроси и отговори, той каза, че през годините са настъпили значителни промени в начина на работа на общата платформа. Предишният процес включваше IBM създаването на основната технология и въвеждането му да работи в своя завод за производство на East Fishkill, след което предаде целия процес на своите партньори. Сега, каза той, след като IBM работи с основната технология, тя преминава директно към Globalfoundries и Samsung, ускорявайки времето за пускане на пазара.
IBM казва, че чипове се сблъскват с големи прекъсвания
Гари Патън, вицепрезидент на Центъра за изследвания и развитие на IBM Semiconductor, се отдаде дълбоко на технологията, обсъждайки предизвикателствата пред производителите на чипове през следващите години.
"Ние сме в прекъсване", каза Патън (по-горе), като чиповете се претърпяха сериозна промяна. Той каза, че това не е първият път, когато индустрията е срещала подобни проблеми, нито ще е последната. Промишлеността достигна физическите граници на равнинен CMOS и затворен оксид, така че трябваше да премине към напрегнати силиций и висококачествени / метални материали за порта. Сега, каза той, ние сме на границата на равнинни устройства, така че трябва да преминем към "3D ерата", както по отношение на самите транзистори (т.е. FinFETs), така и в опаковки, използвайки концепции като подреждане на чипове. През следващото десетилетие той каза, че ще достигнем границата на атомните размери и ще трябва да преминем към технологии като силиконови нанопроводници, въглеродни нанотръби и фотоника.
За да може всичко това да работи, е важно леярите да не действат само като производствени компании, а да работят със своите клиенти и доставчици на инструменти в проектирането / технологията „кооптимизация“, в която процесът действа по-скоро като „виртуален IDM "(Производител на интегрирано устройство).
Патън засегна необходимостта от продължаване на научните изследвания, като говори за изследователските съоръжения на IBM в Йорктаун, Алмаден и Цюрих и как за двадесета поредна година IBM получава най-много патенти. Той говори и за значението на партньорите, и по-специално посочи изследователския фонд Albany Nanotech, който е изграден в партньорство с щата Ню Йорк и Suny / Albany CNSE, заедно със Sematech и множество доставчици на материали и оборудване.
Голяма част от неговите беседи бяха съсредоточени върху предизвикателствата пред EUV, които той нарече "най-голямата промяна в историята на литографската индустрия". Той отбеляза, че ако EUV е готов да премине в 7nm, той ще произвежда по-ясни изображения и по този начин по-добре представящи се чипове от другите технологии. Но има големи предизвикателства. Като начало, EUV оборудването вече има само 30-ватов източник на енергия и трябва да стигне до 250 вата за рентабилно производство. Това ще изисква почти десетократно подобрение. Друг проблем е справянето с контрола на дефектите на маската на EUV.
Както той описа процеса, той изглежда почти като научна фантастика: Започвате, като разпръсквате разтопен калай със скорост 150 мили в час, удряте го с лазер в предимпулс, за да го разпределите, взривявате с друг лазер, за да създадете плазма и след това отскочете светлината от огледалата, за да създадете действителния светлинен лъч и се уверете, че удари върху вафлата в правилната точка. Той сравни това с опит да удари бейзбол в едно-инчова зона на точно същото място в трибуните 10 милиарда пъти на ден.
IBM работи с производителя на литография ASML и производителя на светлинни източници Cymer (който ASML е в процес на придобиване), за да помогне на EUV да излезе на пазара. Изследователската база в Олбани е проектирана да бъде "център на върхови постижения" и сега IBM се надява да получи инструменти до април. Патън каза, че това няма да е готово за производство на 14 nm или 10 nm, но може да бъде за 7 nm или по-късно.
Междувременно IBM върши много работа с подобряването на добивите, използвайки множество модели, които включват използване на множество маски. При 20 nm това включва двойно рисуване, където се използват множество маски за създаване на моделите. Но за да се направи това ефективно, се изисква много работа, така че IBM работи с доставчиците на дизайн на инструменти (EDA), така че дизайнерите на чипове да могат да поемат стандартен поток за дизайн на клетките или да създадат потребителски поток, но въпреки това да бъдат по-ефективни.
На 10 nm той говори за използване на други техники, като прехвърляне на изображение на страничната стена (SIT) и насочен самостоятелно сглобяване, където химията помага за оформлението на транзистора. Идеята тук е, че вместо четворно рисуване, все още можете да направите двойно шаблониране, което трябва да е много по-евтино.
Патън също прекара много време в разговори за това как са необходими нови структури на устройството. Съществуващите FinFET се борят с проблеми с производителността и променливостта, но IBM работи върху създаването на по-тесни ленти за подобряване на тези проблеми.
По време на 7 nm и по-нататък той каза, че ще са необходими нови устройства, като силиконови нанопроводници и въглеродни нанотръби. Въглеродните нанотръби имат потенциал да предложат десетократно подобрение по отношение на мощността или производителността, но имат своите собствени предизвикателства, като например необходимостта да се отделят метални от полупроводникови въглеродни нанотръби и да се поставят на правилното място в чипа. Наскоро IBM обяви, че сега има повече от 10 000 работещи въглеродни нанотръби на чип.
Друга област на интерес е подобряването на междусистемните връзки и Патън каза, че между 4nm и 8nm индустрията ще премине към нанофотоника. Той обсъди неотдавнашната демонстрация на IBM на чип, който комбинира фотоника със силиций.
В крайна сметка целта е да се интегрират 3D и фотоника заедно в един чип. Патън завърши, като говори за чип, който би искал да види с три равнини: една с логика с около 300 ядра; друг с памет (с 30 GB вградена DRAM); и друг фотонен самолет, осигуряващ оптична мрежа на чипа.
Globalfoundries и Samsung обещават пълно производство на 14nm вафли през 2014 г.
Представители на Globalfoundries и Samsung разговаряха за това как посрещат предизвикателствата да преминат към 14nm и FinFET.
Майк Нуун, изпълнителен вицепрезидент по маркетинг, продажби, качество и дизайн за Globalfoundries, говори за това как компанията въвежда 20nm процес с ниска мощност тази година. Тя вече обяви своя 14XM процес, който използва 14nm FinFETs с по-ефективен бек-енд. Той каза, че Globalfoundries очаква да има началото на 14nm производство през тази година, като пълното производство на 14XM процеса ще бъде през първата половина на 2014 г.
Наред с други неща, Noonen (по-горе) говори за партньорства в 14XM, включително за работа със Synopsys за инструментите за проектиране, Rambus за взаимосвързани връзки и ARM със своя физически IP Artisan. Той каза, че двуядрен Cortex-A9 показва 62-процентно намаляване на мощността или 61-процентно подобрение на производителността на 14XM в сравнение с 28SLP процеса на леярната.
Гледайки още повече напред, Globalfoundries разширява своя Fab 8 в Малта, Ню Йорк, и се надява да има пълно производство от 10 nm (10XM) през втората половина на 2015 г.
KH Kim, изпълнителен вицепрезидент на Samsung Electronics, който ръководи леярските операции на Samsung, заяви, че много хора в бранша са скептично настроени към подхода на „Общата платформа“ на „Общата платформа“ към производството на висококачествени метални врати, но това е "наистина успешен" в подпомагането на компанията да увеличи живота на батерията и производителността на мобилните процесори.
Компанията е готова да предложи 14nm FinFET технология, тъй като равнинните технологии под 20 nm не могат да осигурят приемливи показатели. Ким (по-горе) каза, че има три основни предизвикателства с FinFET технологиите: справяне с вариациите на процесите, проблемите с ширината на канала и 3D моделиране и извличане. Но между IBM, Samsung и Globalfoundries, Samsung има водещ брой патенти и публикации в 3D технологията и по този начин групата на Общата платформа се справи с тези предизвикателства.
По-специално Ким говори за „развитие на процеса ISDA“, за да се справи с вариациите и паразитната устойчивост; създаване на комплект за разработка чрез работа с UC Berkeley, CMG и доставчици на инструменти Synopsys, Cadence и Mentor Graphics; и лицензиране на IP от ARM, Synopsys и Analog Bits, за да улеснят дизайна на чипове за създаване на 14 nm дизайни System-on-Chip.
Работейки с ARM и Cadence, той каза, че Samsung е създал първите дизайни на Cortex-A7 с FinFETs и е готов да предложи FinFET на своите клиенти. Тази година е главно година за валидиране и дизайн, каза Ким, като пълната продукция идва следващата година. Той отбеляза също, че в момента Samsung има две леярни, S1 в Корея и S2 в Остин, Тексас. Той изгражда нов завод в Корея, насочен към производство на 20 nm и 14nm, който ще започне да работи в края на 2014 г. или началото на 2015 г.
В сесия с въпроси и отговори, Cadigan разгледа въпросите за преминаването към 450 мм вафли за производство на чип, в сравнение с 300 мм вафли, които сега са често срещани. Той отбеляза нов консорциум, развиващ 450 мм технология в Олбани, Ню Йорк, и каза, че докато времето все още е във въздуха, той очаква приемането на 450 мм в индустрията да бъде „към последната част на това десетилетие“. Той каза, че би очаквал EUV да излезе на пазара първо на 350 мм и скоро след това на 450 мм.
Ноуен заключи тази сесия, като нарече създаването на чипове "най-сложният бизнес в историята на човечеството" и е ясно, че тя включва поредица от невероятни пробиви в технологиите.
