Переход на 2-нм техпроцесс может не окупиться


На этой неделе прошло собрание представителей компаний, которые используют для проектирования конструкторские пакеты компании Synopsys. Доклады были посвящены проблемам дальнейшей судьбы полупроводниковой отрасли. Точнее, рассматривались вопросы, связанные с дальнейшим снижением технологических норм. Мы уже слышали, что производители, например, компания TSMC, планирует в этом году начать строить завод для выпуска 3-нм чипов, как и сообщалось о разработке прототипов 2-нм транзисторов. Проблема же заключается в том, что экономический и другие эффекты от снижения технологических норм исчезают быстрее, чем снижается размер элемента на кристалле. И всё хорошее может прекратиться уже на стадии выпуска 5-нм чипов, не говоря о выпуске решений с меньшими нормами.

Так, представитель компании Qualcomm сообщил, что при переходе с 10-нм производства на 7-нм рост скорости переключения транзисторов может снизиться с предыдущих 16 % прироста до минимального уровня. Экономия по потреблению с 30-% прироста снизится до 10-25 %, а снижение площади чипов уменьшится с 37 % до 20-30 %. При переходе на 5-нм техпроцесс площадь продолжит уменьшаться с хорошим уровнем масштабирования, но что касается получения выгод по производительности и потреблению, то в этом уверенности нет. К тому же, структура в виде FinFET транзисторов полностью перестанет работать после технологических норм 3,5 нм. Поэтому, в частности, Samsung готовится уже через два года использовать в рамках 4-нм техпроцесса затворы в виде горизонтальных полностью окружённых нано-проводников (плоских или круглых).

Представитель компании Synopsys Виктор Мороз представил ожидаемые размеры элементов чипов с нормами до 2 нм включительно. Во-первых, коэффициент снижения масштаба уменьшится примерно до значения 0,8, что даст незначительный эффект при переходе на каждые новые нормы. Во-вторых, структуру и размеры элементарной ячейки придётся существенно изменить, оставив, в итоге, вместо трёх рёбер на транзистор всего одно. Это существенно скажется на токовых характеристиках транзисторов. Выходом может стать переход с кремния на графен, что тоже находится под вопросом.

Разработчики КАД-инструментов тоже оказываются в сложном положении. Правила проектирования будут усложняться. Приходится вносить массу ограничений, чтобы уменьшить разброс параметров между спроектированным решением и полученным в ходе производства. В компании Qualcomm, например, считают, что проектировщики должны будут вносить изменения в проект сразу после получения первого массового кремния, иначе хорошего выхода годных изделий они не получат. Все сходятся на том, что сотрудничество производителей, проектировщиков и разработчиков инструментов для проектирования должно выйти на новый уровень.

Оценитe материал
рейтинг: 4.8 из 5
голосов: 12

Возможно вас заинтересует

Сейчас обсуждают