Intel видит путь для расширения закона Мура до 7 нм

Давая очень мало подробностей о своих будущих производственных планах, Intel использовала встречу с инвесторами на прошлой неделе, чтобы еще раз подчеркнуть, насколько важно она рассматривает закон Мура, заявление соучредителя Гордона Мура о том, что плотность чипов будет удваиваться каждые два года. Компания рассказала о том, как ее 14-нм производственный процесс, который теперь используется для Core M и будущих более широких линий Broadwell, продемонстрировала ценность масштабирования для полного поколения, и сказала, что ожидает аналогичного масштабирования от своих будущих 10 и 7-нм узлов, несмотря на увеличение капитальных затрат, необходимых на каждый узел.

Генеральный директор Брайан Крзанич начал совещание, рассказав о том, как Закон Мура достигнет 50-летия в следующем году, и сказал, что он остается одним из ключевых стратегических императивов для компании. «Наша задача - как можно дольше продвигаться», - сказал он.

Но в основном это объяснил Билл Холт (выше), генеральный менеджер группы по технологиям и управлению, чтобы объяснить, как компания доберется туда.

Холт отметил проблемы, с которыми Intel столкнулась при внедрении 14-нм технологии, отметив, что для получения 14-нм процесса с хорошим выходом потребовалось более 2, 5 лет вместо обычной двухлетней частоты. В настоящее время доходность 14 нм все еще не так хороша, как у компании с 22 нм, но она «в здоровом диапазоне» и начинает сходиться с более ранним процессом, который, по его словам, был самым высокопроизводительным за всю историю Intel. В результате, по его словам, затраты на производство этих деталей в четвертом квартале несколько выше, что повлияет на рентабельность в начале следующего года, но он ожидает, что это изменится позднее в 2015 году. «Истинное снижение затрат по-прежнему возможно в условиях капиталоемкой среды. "Сказал Холт.

После нескольких презентаций, которые я видел на форуме разработчиков Intel пару месяцев назад, Холт объяснил, почему 14-нм узел был действительно сжатым, хотя он согласился с тем, что 14-нм номенклатура по сути не имеет смысла. «В этом нет ничего 14», - сказал он.

Но по сравнению с его 22-нм предшественником Haswell, шаг между ребрами в конструкции FinFET был уменьшен до 0, 70x (что, как он отметил, было целью, поскольку сокращение на 30 процентов в каждом измерении привело бы к полному уменьшению площади области умереть, предполагая, что у него было такое же количество транзисторов), но что шаг затвора только сократился до 0, 78x. Но, как он отметил, шаг межсоединений увеличен до нормального значения до 0, 65х (от 80 нм до 52 нм), и комбинация делает полный чип почти на 50% меньше (при прочих равных условиях). Он отметил, что это варьируется в разных частях чипа, с масштабированием SRAM в 0, 54 раза, но межсоединения и графика показывают большее масштабирование.

Чтобы сделать это, Intel создала транзисторы из меньшего, более узкого и более длинного ребра для создания транзисторов. Другими словами, плавники не только стали ближе друг к другу, но теперь стали длиннее.

Другие изменения в этой версии включают в себя первое использование Intel «преднамеренных» воздушных зазоров между компонентами, что позволяет повысить производительность межсоединений.

Сравнивая 14-нм чип Broadwell с 22-нм версией Haswell, Холт сказал, что новый чип имеет на 35 процентов больше транзисторов - 1, 3 миллиарда - но на 37 процентов меньше, так что он показывает увеличение плотности транзисторов в 2, 2 раза, а дополнительные транзисторы идут в направлении улучшения графическая производительность.

В целом, по его словам, вы должны «на самом деле масштабироваться», чтобы сократить расходы - область, в которой Холт сказал, что, по его мнению, Intel опережает конкурентов, таких как Samsung и Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp. (TSMC). Он сказал, что стоимость одного транзистора все еще падает и даже немного ниже исторической линии тренда на 14 нм, и предсказал, что она будет оставаться ниже линии на 10 нм и на 7 нм. И, по его словам, новые узлы обеспечат не только стоимость, но и повышение производительности. По крайней мере, через 7 нм, сказал он, «мы можем продолжать выполнять обещания Закона Мура».

В другой презентации финансовый директор Стейси Смит объяснила высокую стоимость доступа к каждому новому узлу, указав относительные капитальные затраты, необходимые для производства каждого узла. Он сказал, что становится все труднее и капиталоемче.

Он отметил, что произошел «рост» расходов, начиная с 22 нм, из-за необходимости многократного нанесения рисунка (необходимость многократного использования литографии на определенных слоях матрицы), но сказал, что количество запусков пластин уменьшилось начиная с 32-нм узла, потому что средневзвешенный размер матрицы теперь меньше. В целом, однако, 14-нм узел на 30 процентов более капиталоемкий, чем предыдущее поколение, но базовый чип на 37 процентов меньше.

В целом, в 2014 году Intel потратит около 11 миллиардов долларов капитальных затрат, а в 2015 году планирует потратить около 10, 5 миллиардов долларов. Около 7, 3 миллиарда долларов в 2014 году предназначено для наращивания производственных мощностей, а остальная часть пойдет на исследования и разработки для будущих узлов и для разработка 450 мм пластин и типичных корпоративных расходов, таких как офисные здания и компьютеры.

Он сказал, что расходы настолько велики, что отчасти поэтому в мире сейчас только четыре компании создают ведущие логические производства: Intel, Global Foundries, Samsung и TSMC.

В вопросах после своих выступлений руководители Intel старались не выдавать слишком много информации. Отвечая на вопрос о затратах и ​​возможности перехода на литографию EUV, Холт сказал, что график затрат был «намеренно неоднозначным», потому что они не знают, насколько далеко ниже исторической стоимости на линию транзистора будут следующие узлы. Он сказал, что верит, что они могут оказаться за чертой без EUV, «но я не хочу».

Крзанич сказал, что компания считает, что она слишком много сообщила своим намерениям о своих 14-нм планах, поэтому «мы будем более осторожны в выпуске информации» о новых производственных узлах. Он не стал бы придерживаться привычной для компании такта Tick / Tock - выпуска нового узла процессов через год и новой архитектуры в следующем году, хотя Смит сказал, что компания ожидает "довольно нормального темпа" и "расскажет о 10". нм в течение следующих 12 или 18 месяцев, когда это уместно ".

3D NAND и дорога к твердотельным накопителям на 10 ТБ

В другой области технологий Роб Крук (Rob Crooke), генеральный менеджер группы Intel для энергонезависимой памяти (см. Выше), рассказал о новой 3D-технологии при создании флэш-чипов NAND, используемых в твердотельных накопителях и аналогичных устройствах. Он предположил, что твердотельные устройства находятся «только в начале кривой принятия», и сказал, что данные хотят быть ближе к процессору, а экономия их разделяет.

Он отметил, что Intel создала свой первый SSD - модель объемом 12 мегабайт - еще в 1992 году, и сказал, что нынешняя технология сегодня плотнее в 200 000 раз. Современная технология Intel, разработанная в совместном предприятии с Micron, создала 256-гигабитный чип памяти NAND с использованием технологии 3D. В этой технологии память хранится в кубах транзисторов вместо традиционной конструкции «шахматной доски» и включает 32 слоя материалов с примерно 4 миллиардами отверстий для хранения битов. В результате, по его словам, вы можете создать 1 терабайт хранилища размером около 2 мм и более 10 ТБ в традиционном форм-факторе SSD.

В дополнение к небольшому размеру, Крук сказал, что SSD предлагает огромные улучшения производительности, заявив, что 4 дюйма хранилища NAND могут обеспечить 11 миллионов операций ввода-вывода (операций ввода-вывода в секунду), что в противном случае потребовало бы 500 футов традиционного жесткого диска. (Он отметил, что, хотя жесткие диски продолжают становиться все более плотными, скорость их работы не увеличивается).