Samsung розкриває засоби проектування 3nm Gate-All-Around

На своєму Форумі Samsung Foundry Forum на цьому тижні компанія Samsung заявила, що її Product Design Kit для 3nm чіпів тепер знаходиться в альфа-версії, досягнувши віхи розвитку 0.1. Samsung планує запустити безліч вузлів процесів у найближчі роки, з розробками до 7nm, 6nm, 5nm, 4nm і 3nm.

Для 3nm вузла, Samsung представить нову, розвинуту транзисторну архітектуру. Після того, як Intel запустила 22-метровий процес, високопродуктивні процесори та графічні процесори використовували FinFETs (TSMC, Samsung і Globalfoundries, всі запропоновані конструкції FinFET, коли вони запустили 16nm і 14nm вузли процесу). 14nm, 10nm і 7nm вузли використовували всі FinFET - вертикальні "ребра" над раніше 2D структурою каналу, які збільшують площу контакту між транзисторним каналом і воротами.

Існують два способи побудувати цю нову структуру (GAA) - нанопровідники і наношарки. Нанопроводи важко будувати, але оптимально для малої потужності. Вважається, що нанопласти мають переваги щодо продуктивності та масштабування, і Samsung буде використовувати цей підхід для свого 3nm вузла. Це називає цю конструкцію MBCFET, що виступає за транзистор багатоканального польового каналу.

Я хотів би зайняти деякий час, щоб обговорити, як ливарні підрозділи повідомляють про досягнення, які вони очікують від вузлів процесу, оскільки це було зроблено нещодавно під час обговорення з вами, стосовно покращення AMD, TSMC і вузлів. Ось що говорить PDF у Samsung:

У порівнянні з технологією 7nm, процес 3GAE від Samsung розроблений таким чином, щоб скоротити площу чіпів на 45%, що на 50% менше енергоспоживання, або на 35%. (Наголос додано).

Тепер порівняйте це з слайдами компанії:

Найбільш логічним способом прочитання слайда є "3nm збільшує продуктивність на 35 відсотків, знижуючи потужність на 50 відсотків і площу на 45 відсотків у порівнянні з 7-нм". Використання коми, без кваліфікатора, означає, що ці переваги постачаються поряд з кожним інше, не те, що двоє з них протиставляються один одному.

Ми не звинувачуємо Samsung ні в чому неприйнятному, тому що, чесно кажучи, ми багато разів бачили цей тип промаху від декількох компаній. Протягом десятиліть такі заяви часто були «і» заявами. Оскільки стає все важче забезпечити підвищення продуктивності та потужності, ми бачили, що компанії використовують різні стратегії. Іноді декілька основних конструкцій використовуються в одному і тому ж SoC для оптимізації споживання енергії. Деякі компанії вирішили залишитися на старих вузлах процесу, або почали вражати свої цикли прийняття. AMD і Nvidia пропустили 20 нм для графічних процесорів, і обидві компанії використовували оптимізований 16/14-нм дизайн під назвою 12 нм, а не переходили до 10-нм процесорного вузла, який використовували Apple і Samsung кілька років тому.

Покращення для 3nm порівняно з 7nm є досить хорошими, але цей вузол насправді не буде достатньо довгий час. Ось прогрес, про який повідомляє компанія Samsung у тому ж самому слайді.

Це показує, як компанія очікує, що кожен з його поточних ліній дизайну розвиватиметься, і дещо розширюватиметься, як він очікує переходу своїх поточних клієнтів. Компанія Samsung не сказала, що саме відрізняє кожен з цих вузлів, або які шляхи вона очікує від конкретних клієнтів, але ми знаємо певні аспекти вузлів. 8nm, наприклад, явно не використовує EUV, а 7nm. Компанія стверджує, що пропонує «чотири процеси на основі FinFET від 7 нм до 4 нм, що використовують технологію екстремального ультрафіолету (EUV), а також 3nm GAA або MBCFET». Це формулювання кілька неоднозначне і означає, що Samsung може запропонувати обидві GAA (нанопровідники) і MBCFET (нанопласти).

Samsung очолив ливарний світ в 14-нм переході, але втратив цю корону до TSMC на 10 нм. На відміну від TSMC, він вирішив розгорнути EUV на своєму 7-метровому вузлі з першого дня. На сьогоднішній день він не публічно оголосив про перемогу будь-яких великих клієнтів, таких як AMD або Nvidia, для майбутніх продуктів, хоча він і підписав угоду з IBM про створення майбутніх процесорів POWER. . Компанія встановила агресивний графік для себе та ясно спрямовує до slug це з TSMC для загального ринкового лідерства.