כמה הכרזות על יצירת שבבים מביאות היום שינויים חשובים בדרך בה מייצרים מעבדים בעתיד.
ראשית, Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp. (TSMC) ו- ARM אמרו כי TSMC הקליטה את מעבד ה- ARM מהדור הבא בתהליך FinFET בן 16 ננומטר. שנית, Globalfoundries אמרה כי היא הדגימה את ערמת שבבי התלת-ממד באמצעות תהליך המכונה ויאס דרך סיליקון (TSV). מהודעת TSMC עולה כי בית היציקה נמצא בדרכו כדי לגרום ל- FinFETs לעבוד וכי ליבות ה -64 סיביות של ARM מתקדמות, ואילו ההודעה Globalfoundries מצביעה על היכולת להאיץ חיבורים בין מתים, ומאפשרת ביצועים מהירים יותר.
מרבית הצופים מאמינים כי תהליך FinFET, הכרוך בשימוש בתעלה אנכית או תלת-ממדית לעומת הטרנזיסטור המישורי המסורתי לארוז יותר טרנזיסטורים על שבב תוך המשך בקנה מידה של ביצועים וכוח, חשוב לבקרת דליפת הטרנזיסטור. כך זה יעשה יותר מעבדים חסכוניים יותר בחשמל. זה משנה כי אני חושב שכולנו היינו רוצים שהטלפונים והטאבלטים שלנו ישתמשו בפחות אנרגיה ושיהיה להם חיי סוללה טובים יותר.
אינטל הייתה הראשונה לייצר המוני טכנולוגיית FinFET בטכנולוגיית Tri-Gate שלה, וכיום משתמשת בכך לייצור שבבי ה- Ivy Bridge שלה. קבוצת Common Platform, המורכבת מ- IBM, Globalfoundries וסמסונג, אמרה כי היא בדרך לייצור FinFETs בתהליך 14nm שלה בשנת 2014 עם ייצור בקנה מידה גדול ככל הנראה בשנת 2015.
באירוע שפרסם לאחרונה, אמר Globalfoundries כי יש לו הדמיה של ליבת ARM Cortex-A9 בעלת ליבה כפולה, ואילו סמסונג אמרה כי היא יצרה קלטת אאוט של ARM Cortex-A7, בשני המקרים תוך שימוש בטכנולוגיות FinFET 14nm.
TSMC, היצרנית העצמאית הגדולה בעולם של מוליכים למחצה, אמרה קודם לכן שגם היא עומדת לייצר FinFETs, במה שהיא מכנה את תהליך ה- 16nm שלה. (בדומה לגישה הקבוצתית של פלטפורמות, נראה כי הדבר כרוך בשינוי בטרנזיסטורים הקדמיים, אך שומר על התהליך האחורי בקצה 20 ננומטר.) TSMC מייצרת מגוון גדול של מעבדים המשמשים במוצרים של ימינו, כולל מעבדים מהשורה הראשונה. מקוואלקום, נווידיה, ברודקום ורבים אחרים. בהודעת היום נכתב כי TSMC ו- ARM שיתפו פעולה כדי לייעל את ה- Cortex-A57 לתהליך FinFET, תוך שימוש בטכנולוגיית ה- IP הפיזית של ARM, מקררו זיכרון TSMC וטכנולוגיות אוטומציה שונות לעיצוב אלקטרוני (EDA). המטרה לבנות את הוופלים הללו היא לכוונן את תהליך ה- TSMC ולקבל משוב לגבי האופן שבו תהליך FinFET מתקשר עם הארכיטקטורה.
Cortex-A57 יהיה ליבת המעבד הראשונה של ARM שתומכת בארכיטקטורת ARMv8 שלה ובכך הליבה הראשונה של 64 סיביות. הליבות של ARM משולבות במגוון גדול מאוד של מעבדים, כולל אלה כמעט בכל טלפון נייד, והמעבר ל- 64-bit אמור להביא כמה יכולות חדשות. בפרט, מספר ספקים עובדים על שבבי שרת 64 סיביות המשתמשים בליבה זו בעוד שאחרים ישוו אותם עם Cortex-A53 בעל עוצמה נמוכה במעבדי יישומים עתידיים לטלפונים ניידים. ב- ARM אומרים כי המעבדים הראשונים להשתמש בליבות A57 ו- A53 יופיעו על 28 ננומטר, ואפשר היה לצפות לראות ייצור על 20 ננומטר לאחר מכן, ואז לעבור לייצור FinFET.
בהקלטת ה- FinFET הראשונה בגודל 16nm, אומר ARM כי ה- A57 היה קטן יותר מ- Cortex-A15 בגודל 28nm, שהוא בערך 6 מ"מ 2, למרות שהוא מציע תכונות חדשות, כמו יכולות 64 סיביות. ההקלטה הזו כללה ספרייה בעלת ביצועים גבוהים, המשתמשת בתאים גדולים יותר ממה שמשתמשים לעתים קרובות בשבבים ניידים, ועדיין לא עברה אופטימיזציה לתהליך, כך שהליבה המתקבלת עשויה להיות קטנה עוד יותר.
בינתיים, Globalfoundries אמרה כי היא הדגימה את לוחות ה- SRAM הראשונים הפונקציונליים המלאים שלהם המשתמשים ב- TSVs בתהליך 20nm-LPM (כוח נמוך לנייד). TSVs מאפשרים לערום תלת ממדי של שבבים, מה שלא רק מקטין את טביעת הרגל הפיזית, אלא גם מגדיל את רוחב הפס ומפחית את העוצמה. באופן יעיל, אלו משלבים חומר מוליך בין שכבות מרובות של סיליקון למות, ויוצרים שבבים מוערמים אנכית. בגישת ה"דרך אמצעית "של Globalfoundries, החיבורים או הכדורי הכניסה מוכנסים לסיליקון לאחר שהפלים השלימו את החלק הקדמי של התהליך, אך לפני שמתחילים את הקצה האחורי של הקו. על ידי ייצור ה- TSVs לאחר תהליך הקו הקדמי, הכולל טמפרטורות גבוהות, Globalfoundries יכול להשתמש בנחושת עבור קצב החיים בכדי לספק ביצועים טובים יותר.
שימו לב כי כל דרך דרך למעשה גדולה למדי בהשוואה לתכונות האופייניות במעבד מודרני, המודדת במיקרון לעומת הננומטרים המשמשים לייצור טרנזיסטורים. מעבד יישומים או שבב גרפי טיפוסי עשויים להזדקק ל -1000 כוננויות כאלה.
ההפגנה נערכה ב- Fab 8 של חברת Globalfoundries במחוז סרטוגה, ניו יורק.
שוב, זה חשוב מכיוון שהתעשייה מדברת על הערמת שבבים מזה זמן רב. אכן, Nvidia אמרה לאחרונה כי מעבד הגרפיקה לשנת 2015, המכונה "וולטה", ישלב DRAM מוערם לשיפור הביצועים. ניתן לצפות כי למפעלים אחרים יהיו הצעות TSV.
כאילו כדי להדגים את חשיבותם של TSVs, מספר יצרני זיכרון, יצרני שבבים לוגיים, יצרני מערכות ומייסדות הודיעו היום כי הגיעו להסכמה על תקן ל"קוביית זיכרון היברידית ", המשתמשת בשכבות פיזיות מרובות של למות כדי להגדיל את צפיפות רוחב הפס וגם את רוחב הפס של הזיכרון. את המוצר הזה ראיתי לראשונה בהדגמה של מיקרון בפורום המפתחים של אינטל לפני כ- 18 חודשים, אך כעת זה צמח לקבוצה שנקראה Hybrid Memory Cube Consortium וכוללת את שלושת המפיקים הגדולים של DRAM: Micron, Samsung ו- SK Hynix.
המפרט החדש מכסה חיבורים לטווח קצר ו"קצר טווח אולטרה לטווח קצר "על פני שכבות פיזיות, במיוחד עבור חיבורים להיגיון ביישומים כמו רשתות בעלות ביצועים גבוהים ובדיקה וניהול. המפרט הראשוני כולל עד 15 ג'יגה-סיביות לשנייה לטווח קצר ועד 10 ג'יגה-סיביות לטווח קצר במיוחד. הקבוצה מציבה יעד לשדרג את אלה ל 28 ג'יגה-ביט לשנייה ול -15 ג'יגה-ביט לשנייה ברבעון הראשון של 2014. (עדכון: מיקרון אומר שהיא תדגום ספינות זיכרון בטכנולוגיית TSV ברבעון השלישי של 2013, כאשר צפוי ייצור נפח במחצית הראשונה של 2014.)
לא תראה מוצרים של 16 ננומטר השנה; התעשייה לא תעבור למוצרים של 20nm עד סוף השנה או בתחילת השנה הבאה. לא תראה מיד מעבדים הכוללים TSVs. למעשה, לא TSMC ולא Globalfoundries נתנו תאריכי ייצור בפועל עבור טכנולוגיות אלה. ועדיין, שילובים שונים של טכנולוגיות אלה ואחרות צריכות להניב כמה מוצרים מעניינים בסוף השנה הבאה, או סביר יותר, ב -2015.
