Дорожная карта полупроводниковых компаний на ближайшие годы
Наши коллеги из AnandTech собрали и опубликовали всю известную на сегодня информацию о планах полупроводниковых компаний на ближайшие несколько лет:
| 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | |||||
| I | II | I | II | I | II | I | II | |||
| GlobalFoundries | 14LPP | 7 нм DUV | 7 нм с EUV | |||||||
| Intel | 14 нм 14+ нм |
14++ нм 10 нм |
10+ нм 10++ нм |
|||||||
| Samsung | 14LPP 14LPC |
10LPE | 10LPP | 10LPU 8LPP | 7LPP | 6 нм (?) | ||||
| TSMC | CLN16FF+ CLN16FFC | CLN10FF CLN16FFC |
CLN7FF CLN12FFC |
CLN12FFC/ CLN12ULP |
CLN7FF+ | 5 нм (?) | ||||
| SMIC | 28 нм | 14 нм (в разработке) | ||||||||
| 28 нм | 14 нм | нет данных | ||||||||
Таблица, как сказал бы персонаж из одного мультфильма, заканчивается «на самом интересном месте» — как раз с достижением 3-5-нанометрового масштаба дальнейшее усовершенствование техпроцесса упирается в ограничения квантовой физики. Впрочем, в очередной раз должен заметить, что заявленные чипмейкерами названия техпроцессов во-первых условны, а во-вторых не соответствуют размерам по-настоящему узкого места в любом техпроцессе — толщине затвора. Так, например, у Intel, чей 14-нанометровый техпроцесс примерно соответствует 10-нанометровому у Samsung и TSMC, толщина затвора в нем составляет 20 нм. С учетом того, что последний цикл 10-нм техпроцесса Intel приходится на 2021 год, в запасе у компании остаются по меньшей мере лет шесть, а скорее все девять — как минимум по три года («тик-так-так») на каждый новый техпроцесс (скажем 7-нм, 5-нм и 3-нм). Это значит, что закон Мура будет продолжать действовать вплоть до 2030 года.
Обратите внимание, что 10-нанометровый техпроцесс Samsung состоит из трех разновидностей: LPE, LPP и LPU. Я бы сказал, что это соответствует Intel-овскому «тик-так-так», но судя по недавно раскрытым планам Intel в отношении 8-го поколения Intel Core (Coffee Lake), эта компания к своему традиционному «тик-так» прибавила очередной этап, образовав, таким образом, «тик-так-так-так»: три архитектурных улучшения, следующих за переходом на новый техпроцесс. В свою очередь TSMC в следующем году планирует сразу перейти на 7-нм техпроцесс.
Разобраться в достоинствах того или иного техпроцесса GlobalFoundries, Samsung и TSMC помогут следующие две таблицы.
| GF | Samsung | ||||
| 7 нм DUV vs 14LPP |
14LPP vs 28LPP |
10LPE vs 14LPP |
10LPP vs 10LPE |
10LPU vs 10LPE |
|
| Производительность | +30% | +40% | +27% | +10% | ? |
| Энергопотребление | -60% | -60% | -40% | -15% | ? |
| Площадь схемы | -50% | -50% | -30% | ? | ? |
| TSMC | |||||||
| 16FF+ vs 28HPM |
16FF+ vs 20SOC |
10FF vs 16FF+ |
7FF vs 16FF+ |
7FF vs 10FF |
7FF EUV vs 7FF |
5FF EUV vs 7FF EUV |
|
| Производительность | +65% | +40% | +20% | +30% | ? | ? | ? |
| Энергопотребление | -70% | -60% | -40% | -60% | -40% | -10% | ? |
| Площадь схемы | -50% | — | -50% | -70% | -37% | -(10—20%) | ? |
Обратите внимание, что улучшения в производительности и энергопотреблении не будут одновременными, а приводятся в качестве альтернативы: новый техпроцесс позволит соответствующим образом либо повысить производительность, либо понизить энергопотребление.