[Official Thread]Il meraviglioso mondo delle Fonderie
Inviato: sabato 21 febbraio 2015, 1:45
Spesso ci si chiede del perché un'azienda debba o voglia utilizzare un certo processo produttivo per una propria CPU o GPU, del perché una fonderia sia in ritardo o meno sulla tabella di marcia, su quale sia il miglior PP sulla piazza, e via di questo passo.
In questo thread andremo a discutere di queste tematiche, a ruota libera, postando impressioni personali, link ad articoli e studi e molto altro (basta che sia attinente all'argomento).
Qui nel primo post gli articoli (non le news) a riguardo che sono stati pubblicati sul nostro portale:
Approfondimento: il futuro delle fonderie (21/03/2012)
I problemi e le speranze dei produttori Fabless (21/04/2012)
Approfondimento: mercato, fonderie e ipotesi (24/05/2012)
Approfondimento: mercato, fonderie e ipotesi IV (10/12/2012)
Mercato Dram e NAND Flash: cosa è cambiato in un anno? (16/04/2013)
Sull’effettiva densità dei nodi produttivi FinFET, qual è la verità? (28/09/2016)
TSMC
UMC
[Work in progress - descrizione dei PP delle principali fonderie]
In questo thread andremo a discutere di queste tematiche, a ruota libera, postando impressioni personali, link ad articoli e studi e molto altro (basta che sia attinente all'argomento).
Qui nel primo post gli articoli (non le news) a riguardo che sono stati pubblicati sul nostro portale:
Approfondimento: il futuro delle fonderie (21/03/2012)
I problemi e le speranze dei produttori Fabless (21/04/2012)
Approfondimento: mercato, fonderie e ipotesi (24/05/2012)
Approfondimento: mercato, fonderie e ipotesi IV (10/12/2012)
Mercato Dram e NAND Flash: cosa è cambiato in un anno? (16/04/2013)
Sull’effettiva densità dei nodi produttivi FinFET, qual è la verità? (28/09/2016)
TSMC
- N5 EUV (5nm FinFET): evoluzione dei 7nm dedicata principalmente ai SoC Mobile. Rispetto al nodo N7 garantirà solo il 15% circa in più di frequenze a parità di tensione, ma il punto forte sarà un'altro: +80% di densità! TSMC sembra abbia raggiunto questo traguardo anche grazie al passaggio dall'utilizzo di 4 layer (N7) a 14 layer (N5);
- N7 EUV (7nm FinFET): variante dei 7nm che farà uso della tecnologia EUV, così da migliorare in ogni ambito: densità, prestazioni, consumi e rese produttive. Entrerà in servizio tra un anno;
- N7 HP (7nm FinFET): variante dei 7nm dedicata ai chip High Performance, è accreditata di garantire il 40% circa in più di frequenza rispetto ai 16nm FF+ a parità di consumi, e una densità quasi doppia;
- N7 LP (7nm FinFET): variante dei 7nm dedicata ai chip Mobile, è accreditata di di garantire circa il 30% in più di frequenza rispetto ai 16nm FF+ a parità di consumi, e una densità doppia;
- 10nm FinFET: specificatamente sviluppato per i SoC Mobile ed i chip FPGA, è risultato un nodo di passaggio che avrà una vita relativamente breve (Al pari dei 20nm SOC). Ha migliorato di poco le frequenze raggiungibili a parità di consumi rispetto ai 16nm FF+, giusto un 15%, ma ha garantito una densità maggiore dell'80% circa;
16nm FF++ (FinFET Plus Turbo): variante dei 16FF+, dedicato ai chip ad alte prestazioni, come GPU e CPU; - 16nm FF+ (FinFET Plus): evoluzione dei 20nm planari ma con gate FinFET. Si tratta di un PP per chip di bassa e media frequenza;
- 16nm FFC (FinFET Compact): Evoluzione dei 16FF+, ma in grado di garantire una densità di transistor maggiore (+20%), unitamente ad un consumo inferiore del 50% rispetto ai 16FF+;
- 20SOC (System On Chip): unico nodo a 20nm di TSMC, sviluppato per i chip Mobile, per massimizzare il rapporto consumi/densità;
- 22nm ULP (Ultra Low Power): nodo nato per contrastare la tecnologia FD-SOI. La versione ULP si focalizza sulle prestazioni, ed è un miglioramento del nodo 28HPC+: +10% di frequenza a parità di tensione di funzionamento, e +10% di densità;
- 22nm ULL (Ultra Low Leakage): nodo nato per contrastare la tecnologia FD-SOI.La versione ULL si focalizza sui consumi, ed è l'erede del nodo 28HPL. E' destinato alla produzione di chip BT, WiFi, NFC, ecc.
- 28LP (Low Power with SiON): il nodo a 28nm di TSMC caratterizzato dai consumi più bassi, ma inadatto alle alte frequenze;
- 28HPL (Low Power with HKMG): come il precedente, ma più costoso in quanto in grado di fornire un miglior rapporto frequenza/tensione di funzionamento;
- 28HPC+ (High Performance Compact Plus): versione affinata dei 28HPC, rispetto ai quali è ion grado di garantire un del 15% nelle frequenze a fronte di una tensione di funzionamento identica;
- 28HPC (High Performance Compact): una via di mezzo tra il 28HPL e il 28HPM, per realizzare chip a più alta densità di transistor;
- 28HPM (High Performance for Mobile Computing): per i chip Mobile ad alte prestazioni e per gli FPGA di fascia media;
- 28HP (High Performance with HKMG): per i chip ad alte prestazioni e di fascia alta, non limitati dai consumi.
- 8nm LPP (Low Power Plus): evoluzione dei 10nm LPP, questo nodo è stato studiato appositamente per i SoC Mobile, in quanto garantisce un -10% sui consumi a parità di prestazioni ed una densità maggiore del 10%. Sarà l'ultimo nodo Samsung non-EUV;
- 10nm LPP (Low Power Plus): variante avanzata dei 10nm LPE, ora garantissce rese produttive ottimali. Rispetto ai 14nm LPP, garantiscono il 25% in più di frequenza a parità di consumi o consumi inferiori del 40% a parità di frequenza. Rispetto ai 10nm LPE, garantiscono il 10% in più di frequenza a parità di consumi o consumi inferiori del 15% a parità di frequenza;
- 10nm LPE (Low Power Early): prima versione dei 10nm FinFET di Samsung, fin dall'inizio ha mostrato rese produttive piuttosto scarse;
- 11nm LPP (Low Power Plus): variante migliorata dei 14nm LPP, ha avuto scarso successo commerciale, in quanto fu quasi subito soppiantato dai 10nm LPE. Rispetto ai 14nm LPP, garantisce il 15% in più di frequenza a parità di consumi ed una densità migliorata del 10%.
- 14nm LPP (Low Power Plus): evoluzione in sviluppo dei 14LPE, in grado di garantire maggiori frequenze a parità di tensione;
- 14nm LPE (Low Power Early): prima incarnazione dei 14nm FinFET di Samsung, dedicati ai chip Mobile e a basso consumo;
- 20nm LP HKMG (Low Power): sviluppato in fretta e furia per arrivare prima di TSMC ai 20nm, questo PP ha avuto un iter di sviluppo travagliato ed infatti la stessa Samsung ne è stata l'unica utilizzatrice;
- 28nm FD-SOI: nodo su licenza di STMicroelectronics, inizialmente verrà utilizzato per realizzare chip a basso consumo, ma nulla vieta che venga utilizzato per realizzare anche chip High Performance. Come caratteristiche è superiore perfino ai 28nm HP di TSMC;
- 28nm LP HKMG (Low Power): evoluzione dei 32nm HKMG, si sono rivelati da subito un buon PP, ed infatti sono stati utilizzati da Apple per alcuni dei propri SoC;
- 32nm LP HKMG (Low Power - High-k Metal Gate): primo processo HKMG di Samsung, ha avuto uno sviluppo abbastanza lento, ma si è dimostrato un'ottima base per i 28nm LP.
- 7nm LP: nodo sviluppato in collaborazione con IBM, è stato "congelato". Attualmente non se ne conosce lo stato di sviluppo, i risultati ottenuti e se mai verrà utilizzato in produzioni in serie;
- 12nm LP (Leading Perfomance): versione migliorata dei 14nm LPP, offre la medesima densità, ma garantisce a parità di consumi un 15% circa in più di frequenza;
- 14nm LPP: nodo derivato dai 14nm LPP di Samsung, migliorato per raggiungere frequenze operative più elevate;
- 28nm HKMG: variante BULK CMOS dell'abbandonato nodo 28nm SOI (Doveva essere l'erede dei 32nm SOI). Disponibile in due varianti, HPP (High Performance Plus) e SLP (Super Low Power), si è dimostrato un nodo dall'elevata densità ma non in grado di raggiungere frequenze elevate, in entrambe le versioni;
- 12FDX (12nm FD-SOI): versione avanzata dei 22FDX, entrerà in servizio nel 2021. Dovrebbe garantire prestazioni e consumi comparabili ai nodi FinFET da 14nm e 10nm, a fronte di costi di produzione e design decisamente più contenuti;
- 22FDX (22nm FD-SOI): nodo nato per venire incontro alle esigenze delle aziende che commercializzano chip in grandi quantità ma che vogliono anche prestazioni elevate, è caratterizzato da un costo di design relativamente basso, da ottime rese produttive (Grazie all'utilizzo del Double Patterning) e da un rapporto consumi/prestazioni al pari dei nodi FinFET correlabili.
UMC
- 14nm FinFET: nodo in via di sviluppo in collaborazione con IBM, atteso per la seconda metà del 2016;
- 28nm HPM HKMG (High performance Mobile): primo PP con tecnologia HKMG di UMC, adatto alla produzione di chip Mobile ad alte prestazioni;
- 28nm HLP (High Performance Low Power): evoluzione dei 40nm, è un nodo piuttosto economico ma non troppo adatto ai chip più performanti.
[Work in progress - descrizione dei PP delle principali fonderie]
