خوب، بد و عجیب: ۳ راه برای قانون مور در نانو تراشه ها

کمپانی اپل
رونمایی اپل از MacBook Air، iPad Pro و Mac mini جدید
آبان ۱۶, ۱۳۹۷
گوشی های تاشو
سال ۲۰۱۹ شاهد عرضه گوشی های تاشو در جهان خواهیم بود
آبان ۱۹, ۱۳۹۷
قانون مور

GlobalFoundries از بین رفته است، TSMC در حال پیشرفت است و DARPA راه دیگری را پیش رو دارد.

معدن سیلیکون طلا: بر خلاف GlobalFoundries، تایوان Semiconductor از تولید سود زیادی را در پی قانون مور می بیند.

در طول سالهای اخیر، افزایش اندازه ترانزیستورها در مقیاس کوچکتر شده است. به طوری که تنها چهار تولید کننده تراشه های منطقی GlobalFoundries، اینتل، سامسونگ و TSMC در حال برنامه ریزی برای ادامه تلاش چند میلیارد دلاری بودند. این صفوف اکنون کاهش یافته است و برنامه های شرکت های باقی مانده لغو شده است. اما قوانین مور را هنوز کاملا محاسبه نکنید. اگر پول داشته باشید، اکنون می توانید شاهد قدرت در دست خود و در قالب حداقل دو گوشی هوشمند نگهدارید. به نظر میرسد که راه های جدیدی برای بهبود عملکرد بدون کاهش ترانزیستورها وجود دارد.

بد

در ماه اوت، GlobalFoundries اعلام کرد توقف در توسعه فرایندهای تراشه سازی در لبه های خونریزی است. برنامه ریزی شده بود تا به گره ۷ نانومتری حرکت کند و سپس شروع به استفاده از لایتوگرافی شدید فرابنفش (EUV) کرد تا این روند ارزان تر شود. سپس این لایتوگرافی حتی پیشرفته تر را توسعه می دهد که به گره های ۵ و ۳ نانومتری اجازه نصب دو دستگاه EUV در تاسیسات Fab 8 خود در مالتا و N.Y را می دهد.، تمام این برنامه ها اکنون به صورت نامحدود نگهداری می شوند و این شرکت حتی ممکن است سیستم های EUV را به تولید کننده خود یعنی ASML Holding فروخته باشد.

گری پاتون، افسر ارشد فنی GlobalFoundries می گوید: “ما همه از این تعداد خیره شدیم و کاملا روشن است که سرمایه گذاری بازگشتی همچنان به فرسایش ادامه می دهد. در پایان، مدیران شرکت سودآوری را انتخاب کردند.

GlobalFoundries تنها شرکتی نیست که با فرآیندهای جدید مبارزه می کند. اینتل در اوائل سال جاری اعلام کرد که انتقال آن به یک فرآیند ۱۰ نانومتر تا سال ۲۰۱۹ را تاخیر می اندازد. (روند پردازش اینتل ۱۰ نانومتر تقریبا برابر با پردازش های ۷ نانومتری شرکت های دیگر است). این شکاف پنج ساله را بین گره های تولید برای شرکت اختفا می کند.

خوب

اما حرکت به ۷ نانومتر برای شرکت تایوان Semiconductor بسیار خوب است. در یک رویداد در ماه سپتامبر، مدیران اپل گفتند که تولیدات جدید سری آیفون های Xs و Xs Max خواهدبود. اولین گوشی های هوشمند با پردازنده های ساخته شده با استفاده از فناوری تولید ۷ نانومتر بوده اند. چند هفته پیش، شرکت فن آوری هوآوی، پردازشگر ۷نانومتر را در گوشی هوشمند خود معرفی کرد. که چند هفته بعد از اعلان، این موبایل به بازار عرضه شد. TSMC برنده واقعی است؛ تراشه های این دو شرکت را تولید می کند.

TSMC در ماه آوریل به تولید انبوه با فناوری ۷ نانومتری رفت و در مورد برنامه خود برای رفتن بیشتر، راه صعود را پیش گرفت. مارک لیو رئیس TSMC، در ماه سپتامبر به شرکت کنندگان Semicon تایوان گفت: “مقیاس سازی به ۳ نانومتر و ۲ نانومتر ادامه خواهد یافت. در همین حال، رقیب سامسونگ در سال جاری یا در اوایل سال ۲۰۱۹ به سمت تولید ۷ نانومتری حرکت می کند.

البته هفت نانومتر، جایی است که همه اقدامات انجام شده است. Fabs در حال گسترش است، و جدیدا در حال ساخت نانو تراشه ها هستند. براساس گزارش پیش بینی جهانی Fab، از سوی انجمن صنفی SEMI، هزینه های تجهیزات تراشه سازی در سال ۲۰۱۸ به ۱۴ درصد و به ۶۲٫۸ میلیارد دلار افزایش خواهد یافت و سرمایه گذاری در ساخت و ساز جدید به ۱۷ میلیارد دلار می رسد.

 

 

عجیب و غریب

    اما واقعا چه کسی نیاز دارد؟ راه هایی برای بهبود کارایی علاوه بر مبارزه با نردبان قانون مور وجود دارد.

پروژه ۶۱ میلیون دلاری تحت برنامه ابتکار بازسازی الکترونیک DARPA برای تولید تراشه های ساخته شده بر روی فرایندهای ساخت دهه های اخیر که با استفاده از یکپارچه سازی سه بعدی با فناوری ۷ نانومتری رقابت میکنند، برنامه ریزی شده است. این پروژه در مرکز ریخته گری SkyWater، یک کارخانه سیلیکون ۹۰ نانومتری در بلومینگتون واقع شده است. این فن آوری بر اساس فرایندی است که اجازه می دهد تا ترانزیستورهای نانولوله کربنی و حافظه رم مقاومتی بر روی تراشه های منطقی CMOS معمولی ساخته شوند. تام ساندارمن، رییس SkyWater می گوید: “اگر همه این کارها به صورت برنامه ریزی شده باشد، مانند تنظیم نوار در ۹۰ نانومتر است و ما می توانیم به مقیاس ادامه دهیم.”

راه حل دیگری در حال ظهور از Atomera مبتنی بر Silicon Valley است. این شرکت یک تکنیک را توسعه داده است که سرعت ترانزیستورها را افزایش می دهد. تغییرات بین دستگاه ها را در همان تراشه کاهش می دهد و قابلیت اطمینان این دستگاه ها را با نگه داشتن آنها در حالت جوانه افزایش می دهد. این شامل دفع لایه های اتمی نازک اکسیژن درست زیر سطح سیلیکون ترانزیستور است. Atomera انتظار دارد که این روش، به نام Mears Silicon Technology (MST)، طراحان تراشه را قادر به بهبود سیستم خود بدون هزینه لازم برای کاهش ترانزیستورها بکند. اسکات بیوبو، رئیس شرکت و مدیرعامل شرکت می گوید: “این می تواند در تمام گره های فرایند مختلف استفاده شود از آنالوگ های عامیانه تا کسانی که در حال توسعه در حال حاضر هستند.”

 

این مقاله در شماره چاپ سال نو میلادی ۲۰۱۸ به عنوان «۳ راه برای قانون مور» به چاپ رسیده است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *