Największy na świecie producent układów scalonych, TSMC, jest już prawie gotowy do wykonywania chipów w nowej fotolitografii 5 nm. Tajwańskie przedsiębiorstwo przedstawiło informacje na temat procesu produkcyjnego, który zacznie być szerzej wykorzystywany w 2020 roku.
Obecnie TSMC jest w trakcie wprowadzania pierwszych partii 7-nanometrowych chipów, które trafią m.in. do procesorów AMD. Te układy, które będą dostępne na rynku pod koniec bieżącego roku, korzystają z pierwszej wersji litografii EUV (Extreme Ultra-Violet), wykorzystującej pasma promieniowania ultrafioletowego. Do 2019 gotowa będzie nowa wersja technologii EUV, która z kolei będzie wykorzystywana podczas produkcji układów 5 nm.
Małe wzrosty wydajności, ale duża redukcja powierzchni
Nowa litografia 5 nm przyniesie niewielkie, stopniowe postępy w kwestii wydajności. W porównaniu z obecnie najnowocześniejszym procesem 7 nm uzyskany zostanie pobór energii mniejszy o 20% przy tym samym taktowaniu. Wydajność ma wzrosnąć o 15%. Ten stosunkowo niewielki awans jest wynikiem niedużego kroku w samym procesie. Wprowadzane co kilka lat litografie coraz mniej różnią się od siebie rozmiarami użytych tranzystorów. Obecny skok to zaledwie 2 nm. Przed 7 nm stosowano litografie 10 i 14 nm, więc wcześniejsze spadki rozmiarów wynosiły 4 i 3 nm. Z kolei przed 14-nanometrowym procesem tranzystory miały rozmiar „aż” o 8 nanometrów większy.
Najważniejsze w przypadku 5-nanometrowego procesu technologicznego będzie zwiększenie gęstości rozmieszczenia tranzystorów. Dzięki użyciu ulepszonej litografii EUV możliwe będzie zmieszczenie tej samej liczby półprzewodników na powierzchni aż do 1,8 raza mniejszej. Spadek wymiarów potrzebnej powierzchni umożliwi wyprodukowanie procesorów z większą liczbą rdzeni.
Jakich urządzeń użyje TSMC?
Tajwańskie przedsiębiorstwo wykorzysta najnowszych maszyn Twinscan NXE:3400 firmy ASML. To właśnie one zapewniają wspomnianą już fotolitografię EUV. W celu rozpoczęcia szerokiej produkcji nowych tranzystorów wybudowana zostanie nowa fabryka, nazwana Fab 18. Obecnym ograniczeniem jest zbyt mała ilość dostępnej mocy. Narzędzia wykorzystujące technologię EUV wymagają około 300 W mocy do wytworzenia rzeźbiącego w silikonowej płytce światła, a obecnie stosowane przez TSMC źródła są w stanie zapewnić tylko 145 W. Fotolitografia EUV będzie gotowa do użycia na przełomie 2019 i 2020 roku.
Źródło: AnAndTech
