7, 8 y 6nm, lo que se viene de TSMC y Samsung

08 May 2017

La guerra por la dominación de la fabricación de chips.

La supremacía de los 10nm

AnandTech publicó un interesante artículo hablando del estado de la industria de fabricación de microprocesadores. Desde fines del año pasado Samsung está produciendo dispositivos bajo el proceso de fabricación de 10nm, despachando más de 70 mil wafers hasta ahora, los cuales son 30% más pequeños y consumen un 40% menos que sus contrapartes fabricadas en 14nm.

Para fines de 2017 y 2018 se espera que entren las segundas y terceras generaciones del proceso de fabricación de 10nm pero no necesariamente se utilizarían para fabricar procesadores y SoC tope de gama, ya que la necesidad de dispositivos más pequeños y con menos consumo son un mercado bastante atractivo para estas tecnologías.

En el caso TSMC la compañía taiwanesa espera que su proceso de fabricación en 10nm comience a fabricar en masa a partir del segundo semestre de 2017. Las GigaFabs 12 y 15 serán sede del proceso de fabricación, cada una con una capacidad de producción de 100 mil wafers por trimestre, con proyecciones de 400 mil unidades despachadas durante 2017 para TSMC.

Clientes como Apple que acaparan los nuevos procesos de fabricación se beneficiarán con una densidad de transistores 50% mayor, con una ventaja de rendimiento del 20% o un consumo energético 40% menor versus la generación anterior de 16nm, pero a diferencia de Samsung quienes planean múltiples generaciones de 10nm TSMC quiere saltar directo a los 7nm, algo que podría tener relación con las fugas de propiedad intelectual del proceso de 10nm que aceleraron el desarrollo de Samsung y la competencia.

7nm para 2017

CLN7FF es el primer proceso de fabricación de TSMC en 7nm y comenzará su producción durante el segundo trimestre de 2017, pero la producción masiva sería alcanzada recién el segundo trimestre de 2018 por lo que no veríamos productos comerciales con esta tecnología hasta al menos mediados del próximo año.

La segunda generación en 7nm de TSMC utilizará EUV, un proceso de litografía extrema bajo luz ultravioleta el cual ofrece hasta un 20% de densidad extra y reducción en el consumo energético en el segundo trimestre de 2018. Global Foundries es la principal competencia en este tipo de tecnología, mientras a nivel industria los fabricantes podrían tomar hasta dos años en adoptar este proceso.

Una de esas compañías en Samsung, quien en 2019 podría estrenar fabricación con EUV en su proceso de 7nm. 2018 sólo tendría el inicio de la producción de prueba a mediados de año para afinar el proceso y poder prepararlo para producción masiva.

8 y 6nm

Estos procesos de fabricación son el as bajo la manga de Samsung luego de que adelantaran su proceso de 10nm gracias a la ayuda de un ex investigador de TSMC (el cual fue demandado y encontrado culpable), pero la compañía no ha entregado mucha información al respecto.

Samsung indica que los procesos de 8 y 6nm heredarán las mejoras respectivas de los procesos de 10 y 7nm respectivamente, donde el proceso de 8nm llegaría con una nueva generación del proceso de 10nm para ofrecer variedad en fabricación para acaparar todo tipo de presupuestos.

Pero eso no es todo

Quienes sean mayores recordarán las antiguas reducciones en procesos de fabricación donde todos los componentes se reducían en tamaño. . Actualmente la IEEE apoya la postura de que pronto no será posible seguir miniaturizando los transistores, principalmente porque no podemos disminuir el tamaño de los átomos de silicio.

Si bien los procesos de 5, 6, 7, 8, 10 e incluso 14nm hablan de lo pequeños que son la verdad es que no todo el wafer tiene los mismos grosores, por eso hay mejoras significativas pero pequeñas de alrededor de un 20% comparadas con las de años atrás.

Una de las soluciones es construir hacia arriba en arreglos 3D como lo están haciendo las compañías de memorias NAND como Toshiba y Western Digital, pero se espera que este pensamiento se utilice de igual manera en los transistores para poder subsanar las limitantes técnicas de la tecnología actual.

Estas mejoras y lo que sea que depare el futuro son resultado directo de la dura competencia del sector privado por ser el número uno, algo que siempre debe fomentarse para mantener viva a la industria.

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