Video: Cyberpsychology in the service of education - Education Talks (November 2024)
Včera som sa zúčastnil technologického fóra Common Platform Technology Forum, kde spoločnosti IBM, Globalfoundries a Samsung predstavili technológiu, ktorú budú používať na výrobu čipov v budúcnosti. Táto skupina, ktorú pôvodne založila spoločnosť IBM na distribúciu svojich technológií na výrobu čipov, si v podstate vyžaduje základný proces vytvorený spoločnosťou IBM a jej partnermi a potom ju presúva do spoločností Globalfoundries a Samsung na účely veľkoobjemovej výroby.
Tu sú hlavné body:
Zdá sa, že vývoj technologickej technológie 14nm FinFET (vytváranie tranzistorov podobných 3D) je na dobrej ceste, najpravdepodobnejšie so zlievarňami začínajúcimi s výrobou v roku 2014 a výrobkami založenými na tejto výrobe, ktoré sa pravdepodobne objavia do roku 2015. (Intel už dodáva FinFETy, ktoré nazýva Tranzistory typu „Tri-Gate“ na 22 nm, ale spoločnosť Intel sa líši tým, že je to predovšetkým jej vlastný zákazník s jediným základným dizajnom a zlievarne musia podporovať oveľa širšiu škálu zákazníkov.) Všimnite si, že verzia tohto procesu na spoločnej platforme, ako už prediskutovali Globalfoundries skôr, kombinuje technológiu FinFET na „front-end“ s rovnakým „back-end“ ako jeho 20nm proces.
Aj keď každý súhlasí s litografiou EUV (extrémna ultrafialová ultrafialová), v budúcnosti bude potrebné vyvinúť a čeliť viac problémom, ako sa očakávalo, trvá dlhšie. Teraz sa pravdepodobne nebude používať až do produkcie 7 nm alebo dokonca neskôr.
Tam, kde skupina Spoločnej platformy kedysi hovorila o tom, aby boli jej procesy identické s každým z jej výrobcov, aby zákazníci mohli ľahko migrovať z jedného výrobcu na druhého, sa teraz zdá, že je potrebné zamerať sa na vytvorenie základnej technológie spracovania a potom na jednotlivé zlievárne (Globalfoundries a Samsung) prispôsobte ich konkrétnym zákazníkom.
Prechod na 20nm a 14nm produkciu nevytvorí toľko zníženia nákladov na tranzistor, ako výrobcovia očakávali od nových procesných uzlov. (Zvyčajne dostanete dvakrát toľko tranzistorov na uzol - Mooreov zákon - ale s mierne vyššími nákladmi.) Ale 20nm zvyšuje náklady, pretože to bude vyžadovať „dvojité vzorovanie“ litografie prvýkrát a 14nm uzol spoločné Partnerskí partneri, o ktorých hovoríme, nie sú v skutočnosti úplne zmrštiteľní, pretože používajú 20nm „back-end“. Vedenie spoločnosti však uviedlo, že pri prechode na 10 nm očakáva, že sa vráti k normálnej ekonomike.
Tu je niekoľko detailov:
Mike Cadigan, viceprezident spoločnosti IBM Microelectronics, hovoril o vývoji spoločnej platformy za posledných 10 rokov. Prešla zo skupiny navrhnutej na vytvorenie alternatívy k zlievárenskému vodcovi TSMC do tej, ktorá teraz zahŕňa zlievárne číslo dva a tri (Globalfoundries a Samsung Semiconductor), založené na technológii, ktorá pochádza z výskumu IBM a ďalších spoločností. Poukázal najmä na nové polovodičové výskumné a vývojové zariadenie v Albany v New Yorku, ktoré bolo postavené v spolupráci so štátom a partnermi, kde IBM v súčasnosti spolupracuje so svojimi piatimi dodávateľmi vybavenia na projektoch, ako je vývoj EUV.
Cadigan (vyššie) poukázal na ťažkosti s prechodom na ďalšiu generáciu technológie. „Všetci sme na bežiacom páse, “ povedal, ale navrhol, aby model spoločnej platformy umožňoval svojim členom využívať prácu, ktorú vykonali členovia a ich partneri.
„Náš priemysel je pre spoločnosť životne dôležitý, “ uviedol a poznamenáva, že kremík riadi všetko od smartfónov až po vozidlá s vlastným riadením až po novú zdravotnú starostlivosť.
Neskôr na zasadnutí v rámci otázok a odpovedí uviedol, že v priebehu rokov došlo k významným zmenám v tom, ako skupina Spoločná platforma funguje. Predchádzajúci proces zahŕňal vytvorenie IBM základnej technológie a jej uvedenie do fungovania vo výrobnom závode East Fishkill, ktorý potom celý proces odovzdal svojim partnerom. Teraz, keď bude mať spoločnosť IBM k dispozícii základnú technológiu, prejde priamo na spoločnosť Globalfoundries a Samsung, čím sa urýchli uvedenie na trh.
IBM hovorí, že výroba čipov čelí hlavným diskontinuitám
Gary Patton, viceprezident Centra pre výskum a vývoj IBM Semiconductor, sa hlboko ponoril do technológie a diskutoval o výzvach, ktorým čelia tvorcovia čipov v nasledujúcich rokoch.
"Sme v diskontinuite, " povedal Patton (vyššie), pričom výroba čipov prešla významnou zmenou. Povedal, že to nie je prvýkrát, čo sa priemysel stretol s takýmito problémami, ani to nebude posledné. Priemysel dosiahol fyzikálne limity planárnych CMOS a oxidov hradlov, takže sa musel presunúť k napnutým kremíkovým materiálom a materiálom brán s vysokými k / kovmi. Teraz povedal, že sme na hranici planárnych zariadení, takže musíme prejsť do „3D éry“, a to tak z hľadiska samotných tranzistorov (tj FinFET), ako aj z hľadiska balenia pomocou konceptov, ako je ukladanie čipov. V nasledujúcom desaťročí dosiahneme hranicu atómových rozmerov a budeme sa musieť presunúť k technológiám, ako sú kremíkové nanomery, uhlíkové nanorúrky a fotonika.
Aby táto práca fungovala, je dôležité, aby zlievárne už nekonali iba ako výrobné spoločnosti, ale aby spolupracovali so svojimi zákazníkmi a dodávateľmi nástrojov v „kooptimalizácii“ v oblasti dizajnu / technológie, v ktorej tento proces pôsobí skôr ako „virtuálny IDM“. "(Výrobca integrovaného zariadenia).
Patton sa dotkol potreby neustáleho výskumu, hovoriac o výskumných zariadeniach IBM v Yorktown, Almadene a Zürichu ao tom, ako už dvadsiaty rok po sebe získala spoločnosť IBM najväčšie patenty. Hovoril tiež o dôležitosti partnerov, najmä s odkazom na výskumné zariadenie pre nanotechnológiu Albany Nanotech Research Facility, ktoré bolo vybudované v spolupráci so štátom New York a spoločnosťou Suny / Albany CNSE, spolu so spoločnosťou Sematech a množstvom dodávateľov materiálov a zariadení.
Mnohé z jeho prednášok sa sústredili na výzvy, ktorým čelí EUV, ktoré nazval „najväčšou zmenou v histórii litografického priemyslu“. Poznamenal, že ak je EUV pripravená ísť o 7 nm, bude vytvárať ostrejšie obrázky, a teda čipy s lepšou výkonnosťou ako iné technológie. Existujú však veľké výzvy. Začíname s tým, že EUV zariadenie má teraz iba 30-wattový zdroj energie a pre nákladovo efektívnu výrobu je potrebné dosiahnuť 250 wattov. Vyžadovalo by to takmer desaťnásobné zlepšenie. Ďalším problémom je kontrola defektov na maske EUV.
Ako opísal tento proces, vyzerá to skoro ako sci-fi: Začnete rozstrekovaním roztaveného cínu rýchlosťou 150 míľ za hodinu, zasiahnete ho laserom v pre-pulze, aby ste ho distribuovali, otryskajte iným laserom a vytvorte plazmu, a potom odrazte svetlo od zrkadiel a vytvorte skutočný svetelný lúč a uistite sa, že zasiahne doštičku v správnom bode. Porovnával to so snahou zasiahnuť baseball v palcovej zóne na presne rovnaké miesto v tribúnach 10 miliárd krát denne.
Spoločnosť IBM spolupracuje s výrobcom litografie ASML a producentom svetelných zdrojov Cymer (ktorý spoločnosť ASML preberá), aby pomohla urýchliť uvedenie EUV na trh. Výskumné zariadenie v Albany je navrhnuté ako „centrum excelentnosti“ a IBM teraz dúfa, že tam dostane nástroje do apríla. Patton povedal, že to nebude pripravené na výrobu 14nm alebo 10nm, ale môže byť na 7nm alebo neskôr.
Medzitým spoločnosť IBM robí veľa práce so zlepšovaním výnosov pomocou viacnásobného modelovania, čo zahŕňa použitie viacerých masiek. Pri 20 nm to znamená dvojité vzorovanie, pri ktorom sa na vytvorenie vzorov používa viacero masiek. Aby to však bolo efektívne, vyžaduje si veľa práce, takže IBM spolupracovala s predajcami nástrojov na navrhovanie nástrojov (EDA), aby dizajnéri čipov mohli vziať štandardný tok návrhu buniek alebo vytvoriť vlastný tok, ale stále byť efektívnejší.
V 10nm hovoril o použití iných techník, ako je prenos obrazu na bočnej stene (SIT) a riadené zostavenie, kde chémia pomáha pri rozložení tranzistora. Ide o to, že namiesto štvornásobného vzorovania môžete stále robiť dvojité vzorovanie, čo by malo byť oveľa lacnejšie.
Patton tiež veľa času hovoril o tom, ako sú potrebné nové štruktúry zariadení. Existujúce servery FinFET zápasia s problémami s výkonnosťou a variabilitou, ale spoločnosť IBM pracuje na vytvorení užších pásiem na zlepšení týchto problémov.
Po 7 nm a ďalej bude potrebné nové štruktúry zariadení, ako sú kremíkové nanomery a uhlíkové nanorúrky. Uhlíkové nanorúrky majú potenciál ponúknuť desaťnásobné zlepšenie buď výkonu alebo výkonu, ale má svoje vlastné výzvy, napríklad potrebu oddeliť kovový od polovodičových uhlíkových nanorúrok a umiestniť ho na správne miesto na čipe. Spoločnosť IBM nedávno oznámila, že teraz má na čipe viac ako 10 000 pracovných nanotrubíc.
Ďalšou oblasťou záujmu je zlepšenie prepojení a Patton povedal, že medzi 4 nm a 8 nm sa priemysel presunie k nanofotonike. Diskutoval o nedávnej demonštrácii IBM na čipe, ktorý kombinuje fotoniku s kremíkom.
Cieľom je nakoniec integrovať 3D a fotoniku spolu do jedného čipu. Na záver Patton hovoril o čipe, ktorý by chcel vidieť s tromi rovinami: jedno s logikou s asi 300 jadierami; ďalší s pamäťou (s 30 GB zabudovaného DRAM); a ďalšiu fotonickú rovinu, poskytujúcu optickú sieť na čipe.
Globalfoundries a Samsung sľubujú plnú výrobu 14nm doštičiek v roku 2014
Zástupcovia spoločností Globalfoundries a Samsung hovorili o tom, ako čelia výzvam prechodu na 14 nm a FinFET.
Mike Noonen, výkonný viceprezident pre marketing, predaj, kvalitu a dizajn spoločnosti Globalfoundries, hovoril o tom, ako spoločnosť tento rok zavádza proces s nízkou spotrebou energie 20nm. Už oznámila svoj proces 14XM, ktorý využíva 14nm FinFET s nákladovo efektívnejším back-endom. Dodal, že spoločnosť Globalfoundries očakáva, že tento rok bude mať produkciu na začiatku 14nm, s úplnou výrobou procesu 14XM v prvej polovici roku 2014.
Noonen (vyššie) okrem iného hovoril o partnerstvách o 14XM, vrátane spolupráce so spoločnosťou Synopsys na návrhárskych nástrojoch, Rambus pre prepojenia a ARM s jeho fyzickou IP Artisan. Povedal, že dvojjadrový Cortex-A9 vykazuje v porovnaní s procesom 28SLP zlievárne 62% zníženie výkonu alebo 61% zlepšenie výkonu pri 14XM.
Keď sa pozrieme ešte ďalej, spoločnosť Globalfoundries rozširuje svoje vozidlo Fab 8 na Malte v New Yorku a dúfa, že v druhej polovici roku 2015 bude mať úplná produkcia 10 nm (10XM).
KH Kim, výkonný viceprezident spoločnosti Samsung Electronics, ktorý riadi zlievarenské prevádzky spoločnosti Samsung, uviedol, že veľa ľudí v tomto odvetví bolo skeptických voči „bráne-prvému“ prístupu spoločnosti Common Platform Alliance k výrobe brán s vysokou k / kovovou bránou, ale že „skutočne úspešný“, pretože pomáha spoločnosti zvyšovať výdrž batérie a výkon mobilných procesorov.
Spoločnosť je pripravená ponúknuť 14nm technológiu FinFET, pretože planárne technológie pod 20nm nemôžu poskytnúť prijateľný výkon. Kim (vyššie) uviedla, že s technológiami FinFET existujú tri hlavné výzvy: riešenie kolísania procesov, problémov so šírkou kanála a 3D modelovania a extrakcie. Ale medzi spoločnosťami IBM, Samsung a Globalfoundries má spoločnosť Samsung popredné množstvo patentov a publikácií v oblasti 3D technológií, a preto skupina Common Platform riešila tieto výzvy.
Kim hovorila najmä o „vývoji procesu ISDA“ s cieľom riešiť variácie a parazitický odpor; vytvorenie vývojovej súpravy prostredníctvom práce s UC Berkeley, CMG a dodávateľmi nástrojov Synopsys, Cadence a Mentor Graphics; a licencovanie IP od ARM, Synopsys a Analog Bits, aby sa uľahčilo návrhom čipov vytváranie 14nm návrhov systému na čipe.
Spoločnosť Samsung v spolupráci s spoločnosťami ARM a Cadence uviedla, že s FinFET vytvorila prvé návrhy Cortex-A7 a je pripravená svojim zákazníkom ponúknuť FinFET. Tento rok je predovšetkým rokom na validáciu a dizajn, uviedla Kim, pričom budúci rok bude mať úplnú produkciu. Poznamenal tiež, že spoločnosť Samsung má v súčasnosti dve zlievárne, S1 v Kórei a S2 v Austine v Texase. V Kórei stavia nový veľtrh zameraný na výrobu 20nm a 14nm, ktorý by mal byť uvedený do prevádzky koncom roka 2014 alebo začiatkom roku 2015.
V relácii otázok a odpovedí sa spoločnosť Cadigan zaoberala otázkami prechodu na doštičky s priemerom 450 mm na výrobu čipu v porovnaní s 300 mm doštičkami, ktoré sú dnes bežné. Poznamenal nové konzorcium vyvíjajúce technológiu 450 mm v americkom štáte Albany a uviedol, že zatiaľ čo čas je stále vo vzduchu, očakáva, že prijatie 450 mm v priemysle bude „smerom k druhej časti tohto desaťročia“. Povedal, že očakáva, že EUV príde na trh najskôr po 350 mm a krátko potom po 450 mm.
Noonen uzavrel túto schôdzu tak, že označil čip za „najzložitejšiu firmu v histórii ľudstva“ a je zrejmé, že ide o sériu úžasných technologických objavov.
