Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
7 nm
Материал из https://ru.wikipedia.org

7 nm (рус. 7 нм) — маркетинговое название технологии для производства микросхем[1]. Основывается на технологии FinFET (fin field-effect transistor), разновидности технологии MOSFET с несколькими затворами. В Международном плане по развитию полупроводниковой технологии 7-нам-технологический процесс упомянут как технология MOSFET, следующая за 10-нанометровым процессом.

Микросхемы памяти SRAM на основе 7-нм технологического процесса (емкость 256 Мбит) были выпущены в июне 2016 г. фабрикой Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) под названием N7[2], второй стала Samsung с технологическим процессом 7LPP в 2018 году.[3] Первым 7-нм-мобильный процессор, предназначенный для массового использования на рынке, стал Apple A12 Bionic, он был объявлен на мероприятии Apple в сентябре 2018 года.[4] Хотя Huawei анонсировала свой собственный 7-нм процессор Kirin 980 еще до Apple, 31 августа 2018 года, A12 раньше поступил в продажу. Оба чипа производятся компанией TSMC.[5]

AMD выпустила свои процессоры «Rome» (EPYC 2) для серверов и центров обработки данных на техпроцессе TSMC N7[6], они содержат до 64 ядер, а также потребительские настольные процессоры «Matisse» с 16 ядрами и 32 потоками (вычислительные кристаллы выполнены на 7 нм, кристалл ввода-вывода на более крупном процессе). Серия Radeon RX 5000 также основана на технологическом процессе TSMC N7.

Появившись в 2009 году, термин «7 нм» стал коммерческим названием в маркетинговых целях[1], которое указывает на новые поколения технологических процессов без какого-либо отношения к реальным размерам транзисторов, шагу проводников или расстояниями между ними.[7][8][9] Для сравнения, 10-нм процессы TSMC и Samsung (10 LPE) находятся где-то между 14-нм и 10-нм процессами Intel по плотности транзисторов.

Содержание

Иммерсионная литография в сравнении с EUV
Процесс Иммерсионный ( 275 пластин/ч)[10] EUV (1500 пластин в день)[11]
Слой с однократным паттернингом:

1 день на изготовление

6000 пластин в день 1500 пластин в день
Слой с дабл-паттернингом:

2 дня на изготовление

6000 пластин/2 дня 3000 пластин/2 дня
Слой с трипл-паттернингом:

3 дня на изготовление

6000 пластин/3 дня 4500 пластин/3 дня
Слой с квад-паттернингом:

4 дня на изготовление

6000 пластин/4 дня 6000 пластин/4 дня


Из-за того, что в настоящее время инструменты иммерсионной литографии работают быстрее, мультипаттернинг по-прежнему используется для большинства слоев. На слоях, требующих четырехкратного нанесения рисунка, производительность иммерсионной технологии сопоставима с EUV. Итого, иммерсионная технология часто производительнее даже при многократном нанесении рисунка.

7-нм технологические узлы и технологические предложения

Названия технологических узлов четырёх разных производителей (TSMC, Samsung, SMIC, Intel) частично продиктованы маркетингом и напрямую не связаны с каким-либо измеримым расстоянием на чипе: например, 7-нм узел TSMC похож по некоторым ключевым параметрам на запланированный Intel 10-нм узел (первоначальный вариант). Затем Intel улучшила техпроцес и переименовала самый совершенный из них, называемый ранее «10-нм усовершенствованный SuperFin», в «Intel 7» по маркетинговым соображениям.[12]

Поскольку использование EUV для процесса 7 нм все ещё очень ограниченно, мультипаттернинг по-прежнему сильно сказывается на стоимости и производительности; а EUV дополнительно усложняет процесс. Разрешение для большинства критических слоев по-прежнему достигается множественным нанесением рисунка. Например, для 7-нм Samsung, даже с одинарными слоями EUV с шагом 36 нм, слои с шагом 44 нм все равно требуют применения квад-паттернинга.[13]

7-нм-технологические процессы на рынке
Samsung TSMC Intel SMIC
Название процесса 7LPP[14][15] 6LPP[16] N7[17] N7P[18] N7+[19] N6 Intel 7[20] N+1 (>7 nm) N+2 (>7 nm) 7 nm EUV
Плотность транзисторов (MTр/мм2) 95,08–100,59[21][22] Неизвестно 91,2–96,5[23][24] 113,9[23] 114,2[25] 100,76–106,1[20][21] Неизвестно Неизвестно Неизвестно
Размер одной ячейки SRAM 0,0262 мкм2[14] Неизвестно 0,027 мкм2[14] Неизвестно Неизвестно Неизвестно Неизвестно Неизвестно Неизвестно
Шаг затвора транзистора 54 нм Неизвестно 54 нм Неизвестно Неизвестно 54 нм Неизвестно Неизвестно Неизвестно
Шаг ребра транзистора 27 нм Неизвестно — Неизвестно Неизвестно 34 нм Неизвестно Неизвестно Неизвестно
Высота ребра транзистора Неизвестна Неизвестно — Неизвестно Неизвестно 53 нм Неизвестно Неизвестно Неизвестно
Минимальный шаг металлических проводников 46 нм Неизвестно 40 нм <40 нм Неизвестно 30 нм Неизвестно Неизвестно Неизвестно
Объём применения EUV На металле с шагом 36 нм;[13]

20 % от общего набора слоев

Неизвестно Нет, используется self-aligned quad patterning (SAQP, самовыравнивающийся 4-х-компонентный рисунок) 4 слоя 5 слоёв Нет. Интенсивно задействован SAQP Нет Нет Да (после N+2)
Скорость, ограниченная EUV 1500 пластин в день[11] Неизвестно — ~1000 пластин в день[26] Неизвестно — Неизвестно Неизвестно Неизвестно
Мультипаттернинг ( 2 масок на слое) Ребра транзисторов, гейты, переходные отверстия (дабл-паттернинг)[27],

металлический слой 1 (трипл-паттернинг)[27],

металл с шагом 44 нм (квад-паттернинг)[13]

Неизвестно Ребра транзисторов, гейты, контакты/переходные отверстия (квад-паттернинг)[28],

нижние 10 металлических слоёв

Так же, как N7, с уменьшением на четырёх EUV-слоях Так же, как N7, с уменьшением на пяти EUV-слоях Мультипаттернинг DUV Мультипаттернинг DUV Неизвестно
Статус выпуска 2018: опытное производство,

2019: производство

Да Да Да


Примечания
  1. 1 2 No More Nanometers (амер. англ.). EEJournal (23 июля 2020). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 6 октября 2022 года.
  2. 1 2 3 tsmc. 7nm Technology (англ.). tsmc.com. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 9 июня 2019 года.
  3. TSMC ramping up 7nm chip production (англ.). DIGITIMES (22 июня 2018). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 27 января 2023 года.
  4. Stephen Shankland. Apple's A12 Bionic CPU for the new iPhone XS is ahead of the industry moving to 7nm chip manufacturing tech (англ.). CNET. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 24 октября 2022 года.
  5. Apple's A12 Bionic is the first 7-nanometer smartphone chip (амер. англ.). Engadget (12 сентября 2018). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 5 декабря 2022 года.
  6. Ryan Smith. AMD "Rome" EPYC CPUs to Be Fabbed By TSMC. www.anandtech.com. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 10 сентября 2019 года.
  7. A Brief History of Process Node Evolution (англ.). Design And Reuse. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 9 июля 2019 года.
  8. 14nm, 7nm, 5nm: How low can CMOS go? It depends if you ask the engineers or the economists... - ExtremeTech. www.extremetech.com (23 июня 2014). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 9 июля 2019 года.
  9. Usman Pirzada, Usman Pirzada. Exclusive: Is Intel Really Starting To Lose Its Process Lead? 7nm Node Slated For Release in 2022 (амер. англ.). Wccftech (10 сентября 2016). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 9 июля 2019 года.
  10. ASML products & services | Supplying the semiconductor industry (англ.). www.asml.com. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 1 декабря 2022 года.
  11. 1 2 Rick Merritt. Samsung Ramps 7nm EUV Chips. EE Times (17 октября 2018). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 5 апреля 2023 года.
  12. Intel Details Cannonlake's Advanced 10nm FinFET Node, Claims Full Generation Lead Over Rivals | HotHardware (12 июня 2018). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 12 июня 2018 года.
  13. 1 2 3 J. Kim et al., Proc. SPIE 10962, 1096204 (2019). (англ.) // SPIE. — 2019.
  14. 1 2 3 VLSI 2018: Samsung's 2nd Gen 7nm, EUV Goes HVM (амер. англ.). WikiChip Fuse (4 августа 2018). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 4 декабря 2022 года.
  15. Samsung Electronics Starts Production of EUV-based 7nm LPP Process (англ.). news.samsung.com. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 1 октября 2022 года.
  16. Anton Shilov. Samsung Starts Mass Production at V1: A Dedicated EUV Fab for 7nm, 6nm, 5nm, 4nm, 3nm Nodes. www.anandtech.com. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 30 ноября 2022 года.
  17. IEDM 2016. 2016. {{cite news}}: |title= пропущен или пуст (справка)
  18. David Schor. TSMC Talks 7nm, 5nm, Yield, And Next-Gen 5G And HPC Packaging (амер. англ.). WikiChip Fuse (28 июля 2019). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 12 декабря 2022 года.
  19. Rick Merritt. TSMC Goes Photon to Cloud. EE Times (4 октября 2018). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 5 апреля 2023 года.
  20. 1 2 3 Dr Ian Cutress. Intel's Process Roadmap to 2025: with 4nm, 3nm, 20A and 18A?! www.anandtech.com. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 3 ноября 2021 года.
  21. 1 2 Scotten Jones. Can TSMC Maintain Their Process Technology Lead (амер. англ.). Semiwiki. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 13 мая 2022 года.
  22. David Schor. Samsung 3nm GAAFET Enters Risk Production; Discusses Next-Gen Improvements (амер. англ.). WikiChip Fuse (5 июля 2022). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 12 декабря 2022 года.
  23. 1 2 Scotten Jones. TSMC and Samsung 5nm Comparison (амер. англ.). Semiwiki. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 13 июня 2020 года.
  24. David Schor. N3E Replaces N3; Comes In Many Flavors (амер. англ.). WikiChip Fuse (4 сентября 2022). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 10 сентября 2022 года.
  25. David Schor. TSMC Announces 6-Nanometer Process (амер. англ.). WikiChip Fuse (16 апреля 2019). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 15 ноября 2022 года.
  26. Thomson Reuters. Edited Transcript Q1 2018 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Earnings Call (англ.). Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (14 октября 2018). Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 14 октября 2018 года.
  27. 1 2 W. C. Jeong et al.  (англ.) // VLSI Technology. — 2017.
  28. Tom Dillinger. Top 10 Updates from the TSMC Technology Symposium, Part II (амер. англ.). Semiwiki. Дата обращения: 15 ноября 2022. Архивировано 15 ноября 2022 года.
  29. Paul Alcorn last updated. China's SMIC Shipping 7nm Chips, Reportedly Copied TSMC's Tech (англ.). Tom's Hardware (21 июля 2022). Дата обращения: 15 ноября 2022.


Ссылки
Downgrade Counter