在10/7nm疯狂

芯片制造商争相10/7nm的数量上升,尽管放缓摩尔定律扩展和开发难度和成本的增加芯片在最先进的节点。

这种趋势持续多久还有待观察。很有可能7/5nm需要新生产设备,工具,材料和晶体管结构。除此之外,没有制定路线图,让未来比过去节点模糊。但至少就目前而言,越来越多的公司都在上下了很大的赌注10/7nm比任何人预期几年了。不是一个决定谁正在轻。

“28 nm之前,公司可能会做得更少的业务分析来确定的业务案例node-over-node跳是有道理的,”迈克尔说白色,产品营销主管Calibre物理验证导师,西门子业务。“大多数人都认为他们必须有竞争力,并完成项目节点n,然后启动项目两个节点n - 1。node-over-node跳转命令布局收缩,然后添加更多的设备,IP和记忆——完成。Sub-28nm,设计/验证的困难跳node-over-node要困难得多。”

也昂贵得多,一个错误的移动业务可以产生持久的影响。

“晶片成本和掩模成本较高,需要更大的知识产权团队,”怀特说。“你需要更仔细的确认有足够的芯片闭业务案例证明市场的发展。同时,你需要确保你有财务和人力资源来执行什么会比之前需要在一个更大的项目节点。这并不是说有更少的公司跳,因为我们有100多家公司使用Calibre刚果民主共和国/ DP / MP sub-28nm签字批准。这是很多比你希望如果你接受博客圈的断言,只有大公司会做finFET节点。但公司深思的跳入越来越深池。”

这一观点是呼应了整个半导体行业。推动10/7nm有新的重视业务方面的技术。

“流程节点如10 nm和7海里选择不一定获得更高的性能,但支持大批量生产,低周转时间和利润丰厚的业务,”托拜厄斯Bjerregaard说的首席执行官Teklatech。“稳定的生产流程,解决技术难题的最先进的节点使用完全自动化生产流今天讨论的中心。”

这一切都是在真空中完成的,当然。大芯片制造商正在尝试大量的选项,包括异构集成多个芯片的方案,不同的记忆,和全新的架构。但设备比例仍然是一个关键的一部分,至少现在是这样。

“如果你让芯片的制造是一个非常重要的部分,它是真正的定义摩尔定律在过去,”Bjerregaard说。“但使芯片涉及从这个想法,电路设计,生产。它少一点性感,但它是一件好事,因为它曾经是性能与英特尔和AMD互相争斗的兆赫处理器,处理器能力等等。现在成为一个更稳定的行业,我们需要看看稳定生产和盈利能力。”

然而,令人惊讶的是公司推到下一个节点的多样性。相对较新的技术,如人工智能和云计算,主要是利用最先进的节点。这两个市场在雷达流程节点前。即使汽车制造商,传统落后摩尔定律至少几个节点,将利用人工智能的最新节点为辅助开发和自主驾驶。

“每个人都想做人工智能需要性能、权力和7海里和下面的形式因素,“说Christen Decoin,产品管理总监节奏数字&签收集团。“每个人都想玩那里有东西,大公司和小公司。第二个司机是服务器芯片,所有相关的云。你看到谷歌和亚马逊等公司正把越来越多的资源在云中,并且有越来越多的事情发生在云端。如果你想在服务器芯片,你必须在7海里。第三,在汽车行业不是通常的功率金属氧化物半导体材料。更多的是单片机,娱乐。有一个巨大的市场。这三个之间垂直,20岁到40岁的客户看7海里,这是非凡的。我们没有见过这个行业在过去的20年里。”

图1:谷歌的人工智能芯片/板。来源:谷歌

丽莎Minwell,eSiliconIP营销总监,表示同意。“它仍然是典型的大男人可以做到这一点。但我们也看到在网络创业搬到7海里。对他们来说,最大的驱动因素是有112 gbps并行转换器。资格周期较大的IP是困难。在硅验证不是那么容易。”

有什么不同
在10/7nm,过程复杂得多。因此,有更多的规则和约束,完成大量的创新设计方法和工具。

“我们并不一定比例以同样的方式,在相同的时间表,用同样的好处是过去50年里,或任何你想要的时间线使用,”汤姆说渡口,在硅工程集团副总裁Synopsys对此。“和创新肯定是不同的。创新之前是做平面CMOS。我们扩展维度的一样,它将有利于权力和密度和成本和性能的速度类似。现在情况要复杂得多,你不能只是规模维度和获得所有这些好处,因为我们正在进行的几何图形。它不工作。这不是线性的。”

超出了预先设计,创新是发生在过程开发,晶体管装置的发展,在光刻技术策略。

”也在后端,在收益率有不少创新,渡轮指出。“当然,所有的这些创新来自问题,所以过程设备平选项都是关于缩放和物理和绕过这些问题。收益率的斜坡是一种结果,因为事情太复杂,让一个产品生产产量是更加困难比有创新全面。”

渡船补充说,有更多的铸造厂关注优化现有的节点,如28 nm, 20 nm, 16 nm,和14 nm为特定的应用程序,包括汽车射频和低功耗的物联网。“还有更多的关注在减少变化和创新。因为所有的物理,变化是一个大问题。我们没有利润,我们之前,而不是能够增加利润,我们真的必须工作在减少可变性和几乎是在原子水平。人们分析。”

Synopsys对此正在设计技术开的流,这是一个新进程的影响在设计和设计目标。”设计一个晶体管,通过标准电池的设计和place-and-route处理器核心和看看晶体管工作在这样的环境中,从权力的角度、性能、面积和产量。事情太复杂,人们手头有这么多选择如何设计一个晶体管或流程流,或者得病的策略,他们需要整理所有这些选项。他们不能这么做只是基于经验和知识。的影响对我们来说是有很多更多的模拟和TCAD和光刻技术更早得多,标准电池的设计师和芯片设计者参与评估这些选项比以前更早。”

新的数学
在这疯狂的发展新的工具和流动是一个覆盖成本上升的担忧与扩展有关。

“每个晶体管的成本没有下降以来28 nm,“Teklatech的Bjerregaard说。“同时有很多的竞争,这都是为了盈利。整合行业的部分原因在于这样一个事实,为了竞争需要芯片非常高的卷——至少1亿张——在这些新的制造技术。重点是生产,并获得收益,得到7%的盈利高达8%的利润。它只是一个不同的游戏在“90年代和21世纪初,它是关于性能的地方。”

他说,在手机市场,战斗结束调整过去几个百分比的制造技术。“你可以看到在这些大公司是工程师,也每天和布局,这不仅是基于技术的优点,他们选择EDA技术。这是一个商业决定。这是一个战略决策。你不绕过EDA技术如何转换成美元的问题上的底线。如果你有一个巨大的设计部门数百人,如果一个工具和数以百计的人坐在一起,这是非常昂贵的。”

图2:7纳米晶体管包装低于30 nm鳍。来源:IBM

还有更多的工作正在消除低效率的生产流程。这需要一个全新的水平整个供应链的效率。

“如果你想加强它,让它赚钱,你必须非常严格的在整个生产过程中,“Bjerregaard说。“特别是顶级半导体公司,因为他们都可以访问相同的伪装技术。它们都可以访问相同的EDA工具,他们或多或少地获得相同的架构。那么,他们真的有所不同吗?这就是生产稳定进入讨论,因为这是一种艺术形式,你不能添加到购买一个流。你必须在你的文化。你必须在你设置的方式生产。一切都在你仔细检查所有药剂的方式,如何量化和晋级成功,等等。”

同理,节奏Decoin指向改变战术的铸造厂。“铸造厂想用更少的球员,因为这工作节点要复杂得多,”他说。“启用EDA供应商,这是很多来自他们的投资,所以他们不得不限制合作伙伴的数量。”

复杂的产业动态
没有简单的公式,为什么公司急于10/7nm。在一个行业动态的曲线理论的半导体产业一样,很难描述每一个公司和设计情况。

“有很多注意事项向下迁移到下一个节点,”Jeff Galloway说,首席技术官硅的创造。“过去如果你向下迁移,你会节约成本在晶体管。从65年到40 nm, 28 nm和16 nm,这是现实。从16 - 7 nm有点阴暗。所以你看到的是IP可用性。”

10/7nm节点时,似乎有更多的活动比预测基于通常的历史趋势。随着每个新技术节点,风险是非常高的,有收益问题,可靠性的问题,只有少数客户会去节点。

”在7海里的感觉是,价格是如此之高,以至于(历史趋势)将更加突出,但是现在它不是少数客户看10和7海里,“Decoin说。“这是超过20”。

已将新10/7nm内外关注削减成本,和更多的了解,需要什么。

“大半导体公司将为任何一个工具,他们可以提高他们的产量增加和节点发展的理解,“马特·诺尔斯说,硅产品营销经理学习产品的导师。“他们已经生成的所有这些数据但没有金融的理由真的分析它,看看它。最大的变化是,现在有一个金融的理由挤压每一点。我们到达了很多基本的限制,事实上仍有一些价值的挤出我们从这些分析和分析技术。这不仅仅是技术本身。互相关的。”

结论
还有在10/7nm价格提高的余地,也许远远超出。

“这是关于稳定生产设计流创建芯片稳定和专业的方式,但这并不意味着没有钱和没有EDA行业或企业的机遇和挑战,“Bjerregaard说。“这就意味着我们将人们的注意力引向别处。通常是某个地方,没有人想到因为它不是谈论的东西。更多关于,“哇,我们可以节省数百万美元仅仅通过做事情的这种“在这个角落的设计流。”

当没有更多的挤出现有流程和工具,正在开发的其他选项。

“考虑到产量和性能/力量与创新方程,每个人都在看下一个节点,和有很多发生超过摩尔perspective-silicon光子学,3 d-ic集成,package-on-die,等等,”Decoin说。”7海里会有5和3 nm,即使公司减少去那里,仍然会有创新。只是不会缩小晶体管的大小了。”

图3:3 d堆叠测试芯片。来源:Imec

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