Intel spreekt over armgebaseerde producten, 10 nm en meer

Vanuit productieoogpunt was het grootste nieuws op het Intel Developer Forum vorige week waarschijnlijk de plannen van het bedrijf voor productie van 10 nm, en met name dat het bedrijf nu toegang zou bieden tot ARM's Artisan fysieke IP. Dit laatste is belangrijk omdat het aantoont dat derde partijen die het 10nm-proces van Intel gebruiken, toegang hebben tot de meest geavanceerde ARM Cortex-cores en gerelateerde technologieën. Intel kondigde aan dat LG Electronics zijn eerste 10 nm-klant zou zijn; het is van plan een mobiel platform te bouwen op basis van het Intel-proces. Dit geeft aan dat Intel van plan is meer te concurreren met TSMC, Samsung en GlobalFoundries bij het maken van ARM-gebaseerde mobiele processors.

De aankondiging kwam van Zane Ball, algemeen directeur van Intel Custom Foundry. Ik vond dat vrij interessant, maar ik was even geïntrigeerd door een presentatie die hij en Intel Senior Fellow Mark Bohr gaven over de geavanceerde technologieën van het bedrijf.

Bohr besprak de vooruitgang die Intel heeft geboekt bij de productie van 10 nm, en zegt dat het bedrijf van plan is om de eerste 10 nm-producten in de tweede helft van volgend jaar te verzenden. Interessanter is dat hij zei dat het bedrijf voor zijn 10 nm-proces zijn historische verbeteringen in de schaalverdeling van de transistorpoort krijgt en eigenlijk een betere schaalverdeling van het logische transistorgebied ziet (wat het definieert als poortsteek maal de logische celhoogte), dan historisch in staat om elke generatie te doen.

Bohr zei dat, omdat schaalvergroting bij sommige van zijn concurrenten is vertraagd, de 10 nm-technologie van Intel bijna een volledige generatie voorloopt op de 10 nm-processen van de andere gieterijen.

(Een deel hiervan is een naamgevingsvraag, omdat de gieterijen de namen 14nm, 16nm en 10nm gebruiken, hoewel die meting niet meer naar een specifiek deel van het proces verwijst. Merk op dat TSMC en Samsung nu beiden beloven dat hun 10nm processen zullen volgend jaar klaar zijn, terwijl ze historisch gezien achterlopen op Intel. We zullen pas echt kunnen zien hoe goed de processen zijn als er echte producten beschikbaar zijn.)

Het is duidelijk dat de tijd tussen knooppunten lijkt te verlengen, met de "tick-tock" cadans van een nieuw proces nu om de twee jaar, met tussentijdse veranderingen in de microarchitectuur niet langer van toepassing. Intel heeft eerder aangekondigd dat het dit jaar een derde generatie 14nm CPU's gaat leveren (Kaby Lake, na Skylake en Broadwell).

Bohr zei dat het bedrijf een "14+" proces heeft dat een procesprestatieverhoging van 12 procent oplevert. Hij suggereerde ook dat het 10nm-proces eigenlijk in drie soorten zou komen, waardoor na verloop van tijd nieuwe producten worden ondersteund.

Bohr heeft ook gesproken over hoe het 10 nm-proces een verscheidenheid aan functies zou ondersteunen, waaronder transistors die zijn ontworpen voor krachtige, lage lekken, hoge spanning of analoge ontwerpen, en met een verscheidenheid aan verbindingsopties. Het bedrijf heeft geen echte prestatiecijfers bekendgemaakt voor de volgende 14nm-chip die later dit jaar wordt verwacht, bekend als Kaby Lake; en heeft nog minder gezegd voor de 10nm-versie die volgend jaar wordt verwacht, bekend als Cannonlake.

Het is goed om vooruitgang te zien aankomen, maar het is zeker een vertraging van het tempo dat we ooit hadden verwacht. Op het Intel Developer Forum in 2013 zei het bedrijf dat het 10nm-chips in 2015 in productie zou nemen en 7nm in 2017.

Een ding dat technologie tegenhoudt, is het gebrek aan succesvolle inzet van EUV-lithografiesystemen. EUV kan fijnere lijnen tekenen omdat het licht gebruikt met een kleinere golflengte dan de traditionele onderdompelingslithografie. Maar tot op heden zijn EUV-systemen niet met succes ingezet voor volumeproductie, wat heeft geleid tot meer dubbele patronen van traditionele lithografie, wat zowel stappen als complexiteit toevoegt.

Bohr heeft opgemerkt dat EUV niet klaar zal zijn voor 10 nm productie, en zei dat Intel zijn 7 nm-proces ontwikkelt om compatibel te zijn met alle traditionele immersie lithografieprocessen (met nog meer multi-patronen vereist) of met EUV in sommige lagen. Hij vertelde onlangs aan Semiconductor Engineering dat de problemen met EUV uptime en wafers per uur zijn, en zei dat als EUV deze problemen zou kunnen oplossen, productie zou kunnen worden uitgevoerd tegen lagere totale kosten.

Tijdens een panel op de conferentie merkte Bohr op dat het aantal onderdompelingslagen dramatisch toeneemt, en zei dat hij hoopt en verwacht dat op 7 nm, EUV de groei van onderdompelingslagen kan vervangen of vertragen.