Мировые гиганты процессорной индустрии всегда бились не на жизнь, а на смерть. Баталии ведутся по всем направлениям: ядра, частоты, режимы энергосбережения, турборазгона… и, конечно же, наиболее ожесточенное поле битвы – технологический процесс. Совершенствование технологий литографического процесса производства кристаллов полупроводника способствует улучшению всех его характеристик. В ушедшем 2019 году почти все крупные производители процессоров отличились громкими заявлениями.
Так Samsung анонсировала производство чипов на техпроцессе 3GAE. Этот 3-нм техпроцесс позволит осуществить значительный рывок в производительности и энергоэффективности. Помимо уменьшения литографического процесса компания откажется от использования FinFET транзисторов в пользу MBCFET (Multi-Bridge Channel FETs). Именно такая компоновка транзистора позволит преодолеть столь тонкий рубеж в три нанометра не доступный пока фирмам-конкурентам. Все эти новшества обещают улучшить производительность на 30% и уменьшить энергопотребление на 50%.
Полный переход на новую технологию производства чипов ожидается к 2021 году.
При производстве полупроводниковых приборов применяется фотолитография – процесс получения рисунка на подготовленной подложке кристалла для последующих этапов планарной технологии (травления, напыления). По сути, технологический процесс определяет размер дискретного элемента процессора – транзистора. Чем он меньше, тем, соответственно, больше элементов может уместиться на данной площади. Уменьшение размеров элементов ведет к падению потребляемой мощности и понижению тепловыделения.
А вот TSMC пошла еще дальше и анонсировала старт разработки 2-нм техпроцесса. Компания планирует постройку нового завода по производству чипов рядом с уже существующим, производящим 5-ти нанометровые полупроводниковые кристаллы. Производство коммерческих образцов запланировано предположительно на 2014 год. На конференции Hot Chips Филипп Вон, вице-президент TSMC по разработкам, сделал доклад в ходе которого поделился наполеоновскими планами компании по покорению 2 и 1.4-нм процесса.
Интересно, что замахиваться на такие тонкие материи могут только два производителя: Samsung и TSMC. Intel в этом плане имеет сильно отставание, ну а AMD не имея собственных мощностей производства полностью зависит от сторонних компаний, таких как Globalfoundries и той же TSMC.
Intel планирует использовать 14-нм процесс еще несколько лет и к 2021 году замахнётся только на рубеж в 7 нанометров.
Сейчас компания развивает три направления параллельно: 14, 10 и 7-нм. Исполнительный директор Intel Роберт Свон заявил, что на освоение 7-нм технологии будут брошены все инженерные силы, которые были задействованы в разработке 14 нанометровых чипов. Коммерческие экземпляры процессоров построенных по 7-нм технологиям компания надеется выпускать уже в 2022 году.