Intel zvládl 32nm proces, co bude dál?

Přechod na lepší výrobní proces je ideální záminkou pro výměnu procesoru. Obvykle jej provází vyšší výkon čipů, lepší poměr výkon/watt a nižší spotřeba a vyšší dosahované frekvence.
Intel zvládl 32nm proces, co bude dál?

Minulý týden Intel ohlásil, že dokončil vývojovou fázi příští generace výrobního procesu, který nahradí stávající 45nm proces používaný u druhé generace procesorů řady Core 2 i u poslední generace procesorů Core i7. S velkou pravděpodobností se mu tedy ještě nějaký čas podaří držet dvouletý „tik-tak“ rytmus při uvádění nových produktů, kterého se drží od dob 65nm Pentií D.

Klepněte pro větší obrázek

Letošní „tak“, tedy uvedení nové generace procesorů Core i7 vyráběných 45nm procesem odladěným na starší generaci Core 2, máme zdárně za sebou. Nový „tik“, tedy přechod na pokročilejší výrobní proces, by se měl odehrát ve druhé polovině roku 2009 a zpočátku by měl znamenat přechod výroby Core i7 na modernější technologii. Notně vylepšený 32nm die-shrink (neboli zmenšenina) jádra Core i7 má kódové označení Westmere a měl by mimo jiné přinést další dvě jádra.

K dosažení 32nm výrobního procesu Intel sáhl k imerzní litografii (prostor mezi čočkou a křemíkovou deskou je vyplněný tekutinou, která díky vyššímu indexu lomu umožňuje dosahovat vyššího rozlišení než při použití plynů). Využívá se klasické 193nm DUV (Deep Ultraviolet) záření a druhé generace technologie využívající high-k dielektrika a kovových hradel, kterou poprvé využil u stávajících 45nm procesorů. Další detaily měl Intel zveřejnit na proběhlé konferenci IEDM, mezi širokou veřejností se ale zatím žádné další informace neobjevily.

AMD naproti tomu pro výrobu 45nm procesorů stále využívá technologii SSOI – křemíku napnutého na izolantu. Při této příležitosti nelze nezmínit společnost TSMC, která již má linky na výrobu 40nm čipů a například grafické karty tak budou mít poprvé náskok před procesory.

První 32nm procesory snad koncem příštího roku

Ještě s určitostí nevíme, jakých 32nm procesorů od Intelu se koncem příštího roku máme dočkat, ale ze známých plánů to vypadá, že se nejdřív dostane na serverové Xeony (obdobné to bylo loni, spolu s nimi se ale objevil i jeden extrémní Core 2 Quad QX9650) a někdy koncem čtvrtého čtvrtletí či počátkem roku 2010 by jej měly následovat mobilní 32nm procesory. Procesorů z vyšší třídy se dočkáme v první polovině roku 2010 a ve střední a nižší třídě by se měly 32nm procesory objevit až ve druhé polovině roku 2010, během níž by se mohla objevit i nová generace procesorů – nástupce Core i7 s kódovým označením Sandy Bridge.

Nástupce 32nm technologie – 22nm výrobní proces by se podle posledních odhadů měl objevit v letech 2011-2012. Pro výrobu čipů už by se mělo využívat EUV (Extreme Ultraviolet) záření. Na právě skončeném International Electron Devices Meeting (IEDM) z úst Craiga Sandera, viceprezidenta pro výzkum a vývoj výrobních procesů z AMD, zaznělo, že u 22nm procesu narážejí na fyzikální limity, kvůli kterým se vývoj zpomalí. Ale nejde jen o ně, problémem jsou i finanční bariéry.

Vývoj brzdí i vysoké náklady

I když se se zmenšováním výrobního procesu dá na jeden wafer umístit více čipů, nemusí být výroba výhodnější. S lepším procesem totiž výrobce navýší i počet tranzistorů a plocha jádra se příliš nemění, a co hůř, s náročnější výrobou stoupá i časová náročnost výrobního procesu a za stejnou dobu opustí linku méně waferů. Jednou z cest, jak stoupajícím nákladům čelit, je přechod na větší wafery, které umožní vyrobit najednou více čipů.

Na výrobě na větších 450mm waferech by měli velcí výrobci začít pracovat někdy v roce 2012. Samsung a TSMC (které známe především coby výrobce čipů pro grafické karty) chtějí mít někdy v té době pro výrobu na větších waferech k dispozici „prototypy“ továren.

Přechod na větší wafery má být finančně velmi náročný – zatímco existují stovky společností produkujících na waferech menších než 300 mm a desítky společností ještě budují továrny na 300mm wafery, továrny, které si budou moci dovolit 450mm wafery, bude možné spočítat na prstech rukou a zavádění výroby bude vyžadovat spolupráci celého průmyslu.  Zástupci TSMC a Intelu ale odmítli komentovat, zda a kdy by se výroba na 450mm waferech mohla rozeběhnout.

450mm wafery? Více než dvakrát dražší továrny

John Lin z TSMC na konferenci tvrdí, že náklady na továrnu se 450mm wafery se mají pohybovat kolem 10 miliard dolarů. Špičková továrna na výrobu na 300mm waferech přitom přijde na nějaké čtyři miliardy.

Podle Sandera z AMD ale s přechodem na větší wafery stoupnou asi 1,4násobně i náklady na vývoj, kvůli čemuž bude ještě méně výrobců, kteří si něco podobného mohou dovolit. Krom toho klesne i počet vyprodukovaných waferů (může to být i polovina nebo méně). S ohledem na vysoké náklady a riziko řada výrobců navrhuje raději soustředit se na zvýšení efektivity výroby na stávajících 300mm linkách.

A co bude potom?

Následovat by měly výrobní procesy menší než 22nm – mluví se o 16nm a 11nm. U nich už ale není tak jasno, zda se podaří udržet tempo. U přechodu na 16nm a menší proces se předpokládají větší prodlevy. Konzervativní odhady International Technology Roadmap for Semiconductors hovoří dokonce o roce 2018. Pat Gelsinger z Intelu však někdy o prázdninách tvrdil, že Intel vidí jasnou cestu, jak se dopracovat k výrobnímu procesu menšímu než 10 nm. Při této příležitosti vzpomněl, jak kdysi se svými kolegy podobně řešili, zda se podaří pokořit hranici 100 nm.

Ale tu už opět platí zlaté pravidlo, že v IT není radno věštit příliš vzdálenou budoucnost – proč, to pochopíte, pokud se podíváte, jak legračně dnes vypadají i vize samotného Intelu, které měl před sedmi lety.

Zdroj: Intel, ChannelWeb, EE Times, EE Times, EE Times India,

Témata článku: Hardware, Časová náročnost, Výrobní jádro, Výrobní linka, Vysoká třída, Záření, Přechod, Vysoká náročnost, Deep, Druhá generace, Velká náročnost, Intel Core I7, Druhá polovina, Proces, Intel Core, Výroba, Nástupce, Meeting

Určitě si přečtěte

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

** Po půl roce je tu další aktualizace Windows ** A opět přináší hlavně hromadu drobných kosmetických vylepšení ** Podívali jsme se na ty nejzajímavější

17.  10.  2017 | Jakub Čížek | 186

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

** Fluent Design je vzhled, do kterého postupně Microsoft převleče celý systém ** Staví na průhlednosti a velkých plochách ** Do Windows 10 se z části dostane už zítra při vydání podzimní aktualizace

16.  10.  2017 | Stanislav Janů | 155

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

** Přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně je obdivuhodné technické dílo ** Stejná turbína vyrábí elektřinu i tlačí vodu zpět do horního jezera ** Strojovna elektrárny je zabudována v podzemí

19.  10.  2017 | David Polesný | 19

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

** Mozek se nechá snadno ošálit, a to mnoha způsoby ** Podívejte se na několik nejlepších optických iluzí ** Iluze dokazují, že vnímání reality může být značně zkreslené

16.  10.  2017 | Vojtěch Malý


Aktuální číslo časopisu Computer

Nový seriál o programování elektroniky

Otestovali jsme 17 bezdrátových sluchátek

Jak na nákup vánočních dárků ze zahraničí

4 tankové tiskárny v přímém souboji