AMD рассчитывает на долгую жизнь 7-нм техпроцесса

Компания AMD может считаться одной из немногих, кто уже попробовал на вкус 7-нм техпроцесс. Процессоры Zen 2 проектируются с учётом 7-нм технологий производства, что предъявляет к ним новый уровень требований. Это серьёзный вызов, признался в интервью интернет-ресурсу EE Times главный технолог AMD — Марк Пейпермастер (Mark Papermaster). Компании пришлось буквально удвоить усилия и ресурсы, направленные на проектирование решений с нормами 7 нм. И у техпроцесса с данными нормами производства будет очень долгая жизнь, примерно, как у 28-нм техпроцесса. Процессоры Zen 3 также будут использовать 7-нм техпроцесс.

Перейти с 14/16 нм на 7 нм — это как в своё время перескочить с металлических соединений в чипах на медные соединения. Это маленькая революция. Но это заставило пересмотреть едва ли не все этапы проектирования. Транзисторы приходится соединять "по-другому", также требуется иное построение блоков. Кроме того, сложность работы возросла многократно из-за необходимости использовать четыре фотошаблона вместо двух для изготовления критически важных слоёв. Снижение стоимости производства можно ожидать не ранее, чем после 2019 года, когда на выпускающих предприятиях начнут работать EUV-сканеры. Число шаблонов тогда можно будет уменьшить до одного-двух.

Сканеры с длиной волны 13,5 нм компании GlobalFoundries и TSMC (производственные партнёры AMD) планируют запустить в коммерческую работу в 2019 году. В первый год вряд ли стоит ожидать каких-либо прорывов, но в 2020-2021 годах эффект от перехода на EUV-литографию может ощущаться в полный рост.

Другой альтернативой для снижения себестоимости производства сложных решений должен стать метод недорогой упаковки нескольких чипов в один корпус. В перспективе индустрия стремится к вертикальным (стековым) конструкциям с использованием сквозных металлических соединений типа TSVs. Размещение на одной подложке процессора (GPU) и памяти типа HBM считается дорогим по себестоимости решением. Это так называемая технология 2.5 D. Альтернатива — упаковка 2.1 D, когда подложка и кристаллы заливаются герметиком, превращаясь в один корпус — пока не подходит для производства компьютерных центральных и графических процессоров. Поэтому разработчики AMD призывают производителей адаптировать такой тип упаковки для процессоров и видят в ней возможность продолжить работу закона Мура.

К счастью для AMD, подобный тип упаковки — Integrated Fan Out Wafer-level Package (InFO-WLP) — практикует компания TSMC. Например, новейшие процессоры Apple упакованы именно этим методом. Есть ненулевая вероятность, что TSMC сможет адаптировать упаковку InFO-WLP для выпуска решений AMD.

Наконец, компания AMD призывает разработчиков программного инструментария для проектирования чипов приложить максимум усилия для оптимизации пакетов для дизайнеров. По мнению AMD, программы для проектирования не в полной мере используют параллелизм в приложениях. Это тем более обидно, что AMD подготовила 32-ядерные процессоры с поддержкой 64 потоков каждый. Сложность проектов растёт ужасающими темпами, а инструменты улучшаются не так быстро, как того хотелось бы. В общем, если раньше AMD всё делала сама, и пенять ей было не на кого (разве что на разработчиков EDA), то теперь есть туча крайних, на которых можно перевести стрелки. Удобная позиция, ничего не скажешь.