Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

Výtěžnost 3nm procesu Samsungu je ještě horší než u 4nm výroby

Zdroj: Samsung

3nm proces Samsungu bude historicky prvním komerčně dostupným procesem využívajícím technologii GAA / MBCFET. Přípravy ale nejdou hladce a Samsung nebude letos schopný proces komerčně zpřístupnit…

V poslední době slýcháme negativní zprávy o 4nm procesu společnosti. Ten je de facto přejmenovanou pokročilou verzí 5nm výroby (proces 4LPE [= low-power early] se  v roadmapě objevil se zmizením procesu 5LPA [=low-power advanced] a měl prakticky stejné parametry). Za přejmenováním mohla stát snaha o marketingové vyzdvižení vlastního SoC Exynos 2200, který jej jako první využil. Proces  však nedosáhl požadovaných provozních vlastností (poměr spotřeba / výkon), v důsledku čehož musely být taktovací frekvence SoC podstatně sníženy a z klíčové generace, která měla převálcovat konkurenci, se stal další high-endový produkt, který není špatný, ale konkurenci příliš neválcuje. Druhým zásadním problémem 4nm procesu je výtěžnost, o níž se mluvilo hlavně v souvislosti s Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1, který je prvním zakázkově vyráběným produktem na tomto procesu. Výtěžnost podle nejoptimističtějších zpráv (možná ne již plně aktuálních) dosahuje 35 %, což je u malých mobilních SoC dost slabé).

Bohužel 3nm proces společnosti, který měla letos pustit do zakázkové sériové výroby, na tom co do výtěžnosti není lépe - výsledky mají být naopak horší. Přesto si troufám říct, že v kontextu 3nm výroby to není až taková pohroma jako v kontextu 4nm výroby, která je derivátem předchozích procesů postavených na odzkoušených technologiích a jako taková by na tom neměla být úplně katastroficky. Naproti tomu 3nm proces stojí na zcela nové technologii GAA (Gate All Around), konkrétně Samsungem vyvinuté variantě MBCFET.

Technologie GAA vychází z předpokladu, že čím větší kontaktní plochu má kanál s hradlem tranzistoru, tím lépe, takže proměňuje kanál v sérii nanodrátů procházející hradlem. Aby Samsung mohl myšlenku implementovat s použitím dostupných výrobních prostředků, tak tyto dráty zploštil, čímž dal vzniknout technologii, kterou nazývá MBCFET.

I přes zpoždění se mu zatím daří být průkopníkem v implementaci této myšlenky. Intel plánuje technologii nasadit v roce 2024 (říká jí RibbonFET, ale v základu jde rovněž o MBCFET) a u TSMC je s jistotou známé jen to, že 3nm generace bude čistě FinFET, takže GAA (ať v už v jakékoli formě) přijde nejdříve se 2nm generací (nevíme, zda hned s jejím nástupem, nebo v průběhu - jako tomu bylo třeba s nasazením EUV u 7nm výroby).

Samsung ohlásil dvě verze 3nm procesu. 3GAE (GAA Early) a 3GAP (GAA Performance). Loni začátkem léta z roadmapy společnosti vypadl 3GAE původně zakreslený na rok 2022. Z toho média vyvodila, že došlo ke zrušení této verze procesu, což však Samsung nepříliš obratně dementoval. Prý neměl být zrušen, ale pouze „stažen z nabídky“. Když z toho následně média vyvodila, že ho zřejmě použije jen pro sebe a nenabídne k zakázkové výrobě, došlo zase na vyjádření, že v polovině roku 2022 na něm Samsung zahájí výrobu pro partnery (v množném čísle). Nyní se dozvídáme, že z důvodu nízké výtěžnosti a celkového zpoždění v letošním roce Samsung nezahájí zakázkovou 3nm výrobu a proces bude využívat pouze sám. Jinými slovy to dopadlo tak, jak dedukovala média.

Samsung
procesdenzitavýkonspotřeba
7nm LPP (2. gen)-??
7nm (3. gen)+17% vs. 7LPP??
6nm LPP+10 % vs. 7LPP??
5nm LPE+25% vs. 7LPP
+33 % vs. LPP
+10 % vs. 7LPP-20 % vs. 7LPP
4nm zrušen„full node“??
3nm (3GAE)+45 % vs. 7LPP
+33 % vs. 7LPP
+35 % vs. 5LPE
+30 % vs. 7LPP
+10 % vs. 7LPP
+35 % vs. 5LPE
-50 % vs. 7LPP
-20 % vs. 7LPP
-50 % vs. 5LPE
3nm (3GAP)???
TSMC
procesdenzitavýkonspotřeba
7nm (N7)+59 % vs N10?-40 % vs. N10
7nm (N7P)?+7 % vs. N7-10 % vs. N7
7nm+ (EUV / N7+)+20 % vs. N7+10 % vs. N7-15 % vs. N7

6nm (N6)

+18 % vs. N7??
5nm (N5)+80 % vs. N7+15 % vs. N7-30 % vs. N7
5nm (N5P)?+7 5 % vs. N5-10 % vs. N5
4nm (N4)+6 % vs. N5téměř beze změnybeze změny
4nm (N4P)+6 % vs. N5+11 % vs. N5
+6 % vs. N4
-22 % vs. N5
4nm (N4X)?+15 % vs. N5 @1,2V
+4 % vs. N4P @1,2V
?
3nm (N3)+70 % vs. N5
3× vs. N7
+10-15 % vs. N5
+32 % vs. N7
-25-30 % vs. N5
-51 % vs. N7
3nm (N3B)???
3nm (N3E)+60 % vs. N5
-8 % vs. N3
vyšší než N3nižší než N3
2nm (N2)+70% vs. N3???

Charakteristiky 3nm procesu Samsungu jsou podle různých zdrojů velmi různé; první je nejstarší a pochází od Samsungu (některá srovnání jsou vztažena k 7nm a jiná k 5nm procesu)

Některé recentní články o situaci kolem 3nm procesu Samsungu spekulují o tom, že 3nm proces Samsungu bude provozními vlastnostmi lepší než 3nm proces TSMC (viz např. zpráva BusinessPost a četné články vzniklé na její bázi). Tato dedukce stojí na oficiálních číslech: 3nm proces TSMC má zlepšit denzitu o 60 % a výkon o 10 %, nebo spotřebu o 25 %. 3nm proces Samsungu má zlepšit denzitu o 35 % a výkon o 35 %, nebo spotřebu o 50 %. Co autoři těchto článků opomněli, je fakt, že tato čísla nejsou vztažena k žádnému průmyslovému standardu, ale k 5nm procesům těchto výrobců. Tyto procesy jsou velmi odlišné a jejich provozní vlastnosti rovněž. Připomeňme, že provozoní vlastnosti (tedy spotřeba a takty) 4nm procesu Samsungu bývají připodobňovány k 6nm procesu TSMC. Jinými slovy, 5nm proces Samsungu je na tom podstatně hůř než 5nm proces TSMC. Byť jde u 3nm výroby Samsungu mezigeneračně o papírově větší posun, je tento posun vztahován k podstatně horšímu základu.

  EUVzahájení výroby
/ tape-out
velkokapacitní
výroba
Samsung7nm LPE (1. gen.)?nezahájena
7nm LPP (2. gen)říjen 2018červen 2019
7nm (3. gen)??
6nm LPPduben 2019H2 2019
5nm LPE4. 2019 / H2 2019H1 2020
5nm LPP2019?2021
4nm LPE (původní)?2020/21 zrušen
4nm LPP (původní)?2022 zrušen
4nm LPE2021?2022
4nm LPP??
3nm (3GAE)Q4 2021H2 2022 jen interně
3nm (3GAP)?2023
TSMC7nm (N7)leden 2017duben 2018
7nm (N7P) ?
7nm EUV (N7+)říjen 2018červen 2019
6nmQ1 2020?
5nm (N5)duben 2019H1 2020
5nm (N5P) ?2021
4nm (N4)Q3 2021Q1 2022
4nm (N4P)H2 2022H2 2022
4nm (N4X)H1 20232023
3nm (N3)Q4 2021H2 2022
3nm (N3B)?H2 2022
3nm (N3E)?Q3 2023→Q2 2023
2nm (N2)2023? 2024?2024? 2025

Nasazení 3nm procesu pro zakázkovou výrobu tudíž nelze čekat dříve než v příštím roce. Z dosavadních informací se nezdá, že by poptávka byla příliš vysoká. Společnosti Nvidia i Qualcomm podle dostupných informací spolupráci se Samsungem (z hlediska nadcházejících procesů) ukončily.

Starší zprávy uváděly, že by po vyřešení výtěžnosti mohla mít zájem o 4nm a 3nm proces Samsungu společnost AMD. Po celý letošní rok se však o této spolupráci neobjevila žádná nová zpráva, takže je možné, že vzhledem k pomalému pokroku v řešení výtěžnosti jsou tyto plány pasé, nebo přinejmenším odložené.

Tagy: 
Zdroje: 

Diskuse ke článku Výtěžnost 3nm procesu Samsungu je ještě horší než u 4nm výroby

Čtvrtek, 21 Duben 2022 - 02:10 | Gath G | Bohužel pro autora článku však slovo "...
Středa, 20 Duben 2022 - 16:58 | melkor | Ono je to mnohem horší https://aeon.co/essays/why...
Středa, 20 Duben 2022 - 16:40 | Jirka1 | Jo, ale existuje i Anglish - tedy angličtina...
Středa, 20 Duben 2022 - 12:56 | hajčus | Třeba umbrella... :)
Středa, 20 Duben 2022 - 12:16 | lev | A vzhledem k tomu, že francouzština je románský...
Středa, 20 Duben 2022 - 11:27 | no-X | Ano, většina pochází z latiny a francouzštiny,...
Středa, 20 Duben 2022 - 11:12 | diwalt | Jen taková jazyková perlička navíc. Některá slova...
Středa, 20 Duben 2022 - 10:53 | JirkaK | Já jsem také samouk, na škole jsem měl ruštinu a...
Středa, 20 Duben 2022 - 10:51 | maruširi | Vzato do důsledku, většina anglických slov...
Středa, 20 Duben 2022 - 10:26 | no-X | Nikoho nemám za hlupáka, jde jen o mediální trend...

Zobrazit diskusi