Náklady na vývoj čipů prudce rostou, 3nm si bude moci dovolit málokdo

Intel má aktuálně velké problémy přejít ze 14nm procesu na 10nm, zatímco TSMC už ohlásilo započnutí komerční výroby 7nm procesem, podobně na tom budou GlobalFoundries a také společnost Samsung. Obě tyto firmy chtějí začít s výrobou 7nm produktů také letos. Jde o čtyři firmy, které disponují těmi nejlepšími výrobními procesy světa, přičemž TSMC už na příští či přespříští rok plánuje začátek výroby 5nm technologií a poté má následovat 3nm, která by mohla znamenat už konec křemíku v počítačových čipech. Co bude potom, toť otázka. 

 

Jistou záchranu má poskytnout technologie EUV, jejíž úspěšné zavedení do praxe má v moci značně redukovat počet používaných fotolitografických masek, což přinese snížení nákladů na výrobu. Ovšem to není vše vedle samotné ceny za design čipů, která v posledních letech prudce roste. A jak prudce? Takto: 

 

 

Vypadá to na pěkně strmou křivku, na jejímž konci by měla být rovnou přibližně miliarda dolarů (v případě těch nejsložitějších i miliarda a půl) za design 3nm čipu, přičemž jednotlivé složky dle grafu rostou přibližně stejně. Tomuto tématu se věnuje server Semiengineering, dle nějž už tak není problém pouze to, zda se vůbec podaří vyvinout komerčně využitelný 3nm výrobní proces, ale i to, zda jej vůbec někdo bude moci využít vzhledem k nákladům na vývoj čipů. 

 

V tabulce lze najít z aktuální generace jen 16nm proces, ale náklady v případě 12 či 14nm by měly být velice podobné. Vytvoření nového GPU, APU, SoC a jiných moderních čipů tak stojí přibližně 100 milionů dolarů, a to se má už u 5nm zvednout na pětinásobek a jak bylo uvedeno, TSMC počítá s 5nm procesem už na přelom let 2019 a 2020. Ostatně už v případě velice aktuálního 7nm procesu to je trojnásobek, čili silný argument proti divokým úvahám o tom, že by NVIDIA mohla už příští herní GPU postavit na 7nm procesu. 

 

Handel Jones, CEO firmy IBS (International Business Strategies), tak volá po zefektivnění celého vývojového procesu. Dle něj bude jeho samotný vývoj stát firmy mezi 4 a 5 miliardami dolarů a továrna s měsíční kapacitou 40.000 waferů přijde na 15 až 20 miliard. Výsledný proces navíc nebude dle jeho očekávání oproti 5nm až o tak moc lepší a nabídne cca o 20 % lepší poměr výkonu a ceny. 

 

Očekává se tak, s čímž souhlasí i GlobalFoundries, že 7nm proces s námi vydrží velice dlouho a cesta ke 3 nm bude dlouhá a především nejistá. Uvidíme, s čím firmy nakonec přijdou. Například výrobci pamětí 3D NAND Flash začali své paměti "stavět" do výšky, což umožnilo využít starší procesy. Samsung začínal se 40nm V-NAND v době, kdy klasické rovinné paměti už využívaly příliš malé buňky tvořené až 15nm procesem a díky tomu NAND Flash chytily druhý dech. Tento přístup ale pro výrobu výkonných čipů využít nepůjde. 

 

Zdroj: Semiconductor Engineering