被iPhone,AMD,遊戲主機未來 左右的 common platform


此文翻譯自iPhoneとAMDとゲーム機の未来を左右するCommon Platformの技術ロードマップ

  • common platform 主辦的會議
    intel,tsmc 以外的半導體廠集結在以IBM為技術中心的開發團隊"common platform"急速發展製程.
    這個團隊製造出來的晶片涵蓋範圍 有
    Apple的iphone/ipad,samsung的mobile SOC,AMD的高效能CPU,
    PS3,xbox360,wii u,次世代xbox…等等的chip
    也就是說common platform 半導體技術方向性將會左右相當大部分的電腦晶片的未來

    此common platform 於2月5日 在美國 舉辦了慣例的技術會議
    “Common Platform Technology Forum 2013″.
    會議大致進程,key note speach  部分已公佈在網路上了.
    雖然沒看到play station的相關資料,
    但在網路上公佈的那些部分還是可以看到 common platform的未來方向性

  • 十年一週期的製程進化
    擔任common platform 技術開發中心的IBM,展示了他技術方向性.
    Dr. Gary Patton (IBM 半導體研究開發中心 副總) :
    “半導體技術大致可以用10年會區格劃分出四個時代."

    最初的時代是 2000年左右,這是個傳統平面電晶體不能正常發展的時代
    Gate 的絕緣膜在製程微細到一個程度時,漏電狀況會急速惡化.
    2000年之後以HKMG (高介電系數金屬gate)的材料對傳統的CMOS改良克服了.但等到2010年,平面CMOS 也達到自己的極限了 就進入 “3D"的時代 .
    電晶體不只是從平面改換成3D構造的FinFET技術,Die 也導入新技術 可做成3D stacking.
    為了mobile device 進化以及追求低功耗,此類 3D 技術的採用是非常重要的

    但在下個世代(原子時代) 2020年,會碰到原子尺寸問題.
    原子時代需要 矽奈米線 以及 矽光迴路 兩種不同種類晶片合作來突破限制.
    另外還需要研究碳奈米管自我組織化的蝕刻製程.

    IBM另外還展示了他們的微影製程 roadmap.
    現在半導體製程使用的是浸潤式微影製程
    到了20/14nm 之後會進入到浸潤式多重曝光微影製程
    多重曝光到了10nm的世代就cover 不了,需要EUV才能進入7 nm的世代
    http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/586/595/html/04.png.html

  • 被AMD 與遊戲主機 左右的 GlobalFoundries的roadmap
    common platform 的成員之一 GF的製程 roadmap 在會議上做了一些更新.
    GF 目前在發展28nm製程中 ,到了今年還會朝向更細微的20nm製程 “20LPM",
    2014年初還會有"14XM" 3D 電晶體.
    GF在會議上更明示了在2015年下半年 打算研究10nm的3d 電晶體GF的28nm 製程有著多種不同技術.
    wired 機器 取向的 “28 HPP",低功耗高效能的"28 LPH",
    低功耗取向有HKMG的"28 SLP",低功耗取向沒有HKMG的"28 LPH".
    以PC CPU為主的高效能處理器 “32/28 SHP"
    與ST microelectronics 合作開發的FD-SOI (Fully Depleted SOI)的28nm 製程
    (預計2013 第四季試產,2014上半年量產)

    GF的14XM 製程 以BEOL(Back End of Line)技術 可以在與20nm沒有太大差距的情況下
    大符降低製程開發的難度,可有效改善 Performance/Power.會議上GF 說明
    實裝Cortex-A9的 28SLP  12 track library,改成 14XM的 9 track library
    可以在功耗相同的情況下提高61% 校能 (或者同樣效能減少62% 功耗)
    http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/586/595/html/07.png.html

  • samsung 在 ipad/iphone與Galaxy的製程技術
    samsung 也提到 FinFET的優點是 Performance/Power,這正是發展mobile device 取向 最為關鍵的半導體技術
    samsung的KH kim 提到mobile device 對於效能要求 越來越高,但功耗上卻不能有太多增加
    也就是必須不斷提高performance/power,其實現的方式就在FinFET上.
    http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/586/595/html/08.png.html

    samsung 去年底tape put了 14nm FinFET 測試chip ,
    今年打算進入MPW (Multi Project Wafer)的階段.samsung 目前以32nm 製程進行生產(正在過渡到28nm).
    在28nm製程上他有兩種
    mobile 以及家電取向的 “28LPP",以及網路運算取向的"28LPH"
    兩者差別在28LPP的漏電少(但效能低),28LPH則是效能高(但漏電多)
    跟GF相比,samsung 的種類雖較少 但他們的目標市場有著一定程度的重疊Apple 現在 ipad/iphone 的Ax系列soc 就是samsung以32nm 製造生產的.
    如果samsng 順利過渡到28nm,apple 今年(2013) 也可能跟著改成28nm.
    當然這是在apple 不打算移到其他半導體代工廠的前提下
    只不過apple 留在samsung的可能性還蠻高

    samsung 的半導體廠 S2 FAB 定下目標要在2014年啟用28nm製程量產
    且生產的產品將從記憶體轉換到邏輯處理器上

從intel 發展 FinFET 以來,其他半導體廠合力發展相關類似技術
這是由於從FinFET開始  每個世代需要的技術革新都有相當的難度
為了克服這個問題廠商(intel,tsmc 以外) 集結在common platform 減少開發負擔 發展相關製程突破的技術

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