Новости про 5 нм

Крупнейший производитель микросхем, TSMC, в ближайшее время сократит производство процессоров хай-энд класса. Причиной этому стал экономический спад, накрывающий планету. По данным DigiTimes в 2023 году десять крупнейших заказчиков сокращают заказы, что негативно скажется и на доходах и самой TSMC. Как известно, в конце декабря компания начала массовое производство микросхем по 3 нм нормам. Первоначальный спрос на него был велик, однако теперь интерес к нему снижается.

При этом спрос на 4/5 нм производство остаётся весьма высоким, а процессы 6 нм и 7 нм будут использованы намного меньше, загрузка оборудования составит порядка 50%. Объяснение этому весьма простое: на фоне мирового финансового кризиса люди вряд ли будут покупать новые гаджеты хай-энд уровня, что даёт дополнительный смысл для продолжения использования технологии нынешнего поколения с размерами элементов 4-5 нм.

В свою очередь, это приведёт к сокращению поступления финансов к TSMC и сложностям с инвестициями в дальнейшее развитие технологии.

Безусловно, AMD готовит обновлённый процессор Ryzen 7 5800X3D с 3D V-Cache на весну, однако этого явно мало для успешной конкуренции с Intel. Вероятно, поэтому появились новые слухи, которые гласят о скором выпуске процессоров архитектуры Zen 4. В ходе CES 2022 компания AMD сообщала, что готовится выпустить 5 нм процессоры Zen 4 во второй половине 2022 года, однако анонсы такого масштаба — это довольно необычно для компании.

Источнику слухов — форум Chiphell, на котором пользователь «getwinder» сообщил о якобы новых планах AMD. Однако куда интереснее распространённая информация об ожидаемой производительности Zen 4.

• По слухам, прирост числа инструкций на такт в Zen 4 возрастёт на 18% по сравнению с прошлым поколением (не ясно, имеется в виде Zen 3 или Zen 3D).
• Пиковая частота, или максимальная частота в режиме Boost, на одном ядре вырастет на 7%.
• Частота Boost на всех ядрах поднимется на 8,7%.

Таким образом, если тактовая частота на всех ядрах будет достигать 5 ГГц, то у AMD появляются реальные шансы снова вырваться вперёд в конкурентной борьбе.

На этот раз речь идёт о технологии производства будущих GPU. Оказывается, что RDNA3 будут одновременно основаны на 5 нм и 6 нм технологии производства. По информации в профиле LinkedIn одного из инженеров, он занимается созданием GPU Navi 31 и Navi 32, которые используют обе технологии сразу. Всё это может служить косвенным подтверждением, что эти процессоры всё-таки будут многочиповыми модулями. В то же время Navi 33 изготавливается исключительно по 6 нм нормам, и этот чип будет монолитным.

В профиле также указана работа над GPU MI300. Ранее считалось, что это будет первый MCM-продукт компании. Однако, как и Navi 33, он также изготавливается по 6 нм нормам, что наводит на противоположные мысли.

В настоящее время инженер уже удалил информацию о неанонсированных GPU, но скриншоты, как известно, не горят.

В настоящее время TSMC используют большую часть мощностей 5 нм технологии для производства процессоров Apple и AMD. Последняя заказывает у TSMC процессоры Zen 4. Если к этим двум заказчикам присоединится ещё и NVIDIA, то TSMC может столкнуться с нехваткой производственных мощностей. Именно поэтому тайваньский гигант и готовится расширять производство.

По имеющимся данным, карты NVIDIA RTX 40 будут использовать GPU с кодовым именем Lovelace, названный в честь математика Ады Лавлейс. Что касается серии для рабочих станций H100, то они придут на смену серии NVIDIA Ampere A100 и получат имя Hopper. Архитектура Hopper предназначается для коммерческих заказчиков, которым необходимы центры обработки данных с искусственным интеллектом. Примечательно, что это будет первый ускоритель NVIDIA, создаваемый по мультичиповой технологии, а объединение чипов будет осуществлено по технологии TSMC CoWoS.

Графические процессоры NVIDIA Lovelace и Hopper выйдут во второй половине 2022 года.

Причиной этого роста называется необходимость накопления средств для открытия нового завода в Пхентаке, где будут выпускаться микросхемы по технологиям 5 нм и 4 нм, что необходимо для сохранения конкуренции с TSMC, продукция которой находится в дефиците.

Учитывая, что Samsung уже подписала договоры с рядом своих клиентов, повышение цены не должно сказаться на продукции для графических плат и других изделий, уже находящихся в производстве. Однако при необходимости заключения нового контракта, клиент будет вынужден заплатить и новую цену. Будем надеется, что у NVIDIA достаточно долгосрочный договор, и это подорожание её не коснётся.

Согласно информации, опубликованной Business Korea, компания Samsung снова испытывает проблемы с наладкой 5 нм процесса. Ранее сообщалось, что внедрение 5 нм технологии южнокорейским гигантом продвигается медленно, но было неясно, насколько всё плохо и удалось ли компании решить проблемы.

По информации прессы, технология 5 нм от Samsung страдает низким качеством продукции. Выпуск годных микросхем составляет 50%. Это значит, что каждый второй выпущенный чип является бракованным. И это очень плохо.

Обычно технология считается готовой для массового производства, когда доля годной продукции достигает 95%. При меньших величинах прибыльность такого производства резко падает. Компания Samsung запускает процесс 5 нм на заводе V1 Line, расположенном в Хвасоне. Для производства используется оборудование с ультрафиолетовой литографией, и несмотря на упорную работу инженеров результаты качества не превышают 50%.

Будем надеяться, что корейские специалисты найдут выход из сложившейся ситуации, это очень важно на фоне продолжающегося кризиса полупроводниковой продукции. Иначе нас ждёт очередное усиление дефицита.

Однако позднее в этом году Apple представит новый iPhone, возможно и появление новых SoC для компьютеров. Также этим процессом хотят воспользоваться AMD и Qualcomm, у которых также будут объёмные заказы. Всё это вынуждает TSMC подготовиться.

Китайская аналитическая компания China Renaissance Securities сделала прогноз, согласно которому тайваньский производитель удвоит свои мощности по технологии N5 и родственным (включая N5, N5P и N4) до 120 000 блинов в месяц. В отчёте сообщается, что большая часть капитальных затрат TSMC в этом году была направлена на подготовку для масштабирования производства.

Следующим техпроцессом TSMC, который будет использоваться длительное время, станет N3. Рисковое производство по этой технологии должно начаться уже в этом году. Массовое же производство по этой технологии стоит ожидать лишь во второй половине 2022 года. Вполне возможно, что Apple сможет использовать технологию TSMC N3 для выпуска процессоров для iPhone 14.

Большие заказы на технологию 7 нм держит AMD, а вот лидером заказов на 5 нм процесс является Apple.

Согласно свежим отчётам, Apple заняла более 50% рынка. Как правило доступные объёмы производства связаны с оплатой. Чем больше вы платите, тем более ценным клиентом являетесь, и тем больше ресурсов вам будет выделено.

Настораживают в этом отчёте объёмы производства, закреплённые за AMD и NVIDIA, которые составляют лишь 5% и 3% соответственно. Однако у всей этой математики есть один большой изъян. Никто не знает реальных производственных возможностей TSMC по 5 нм стандартам. Так что учитывая нынешнее распределение 7 нм технологии, приведенные числа для 5 нм процесса вызывают сомнения. Сейчас AMD занимает 27% производственных возможностей 7 нм процесса, а NVIDIA — 21%, однако у последней есть ещё заказы в Samsung. Ещё одной интересной деталью является появление в статистике 7 нм технологии компании Intel.

Мы видим, как TSMC увеличивает производство до невероятных высот. И вполне возможно, что с популяризацией 5 нм процесса маятник вновь качнётся в сторону AMD и NVIDIA.

Сайт TrendForce сообщает, что, начиная со второго полугодия, 20—25% производственной мощности TSMC будет передано на продукты, отличные от CPU. Однако, что более интересно, TSMC будет изготавливать для Intel процессоры Core i3 по собственной 5 нм технологии.

В настоящее время Intel не может производить процессоры по 5 нм нормам, и вместо того, чтобы много лет разрабатывать эту технологию, она решила воспользоваться услугами своего давнего конкурента, а теперь партнёра, TSMC.

Отмечается, что TSMC будет производить некоторую часть процессоров Intel среднего и верхнего ценового диапазона по 3 нм нормам в 2022 году. По словам TrendForce, Intel продолжает заказывает на стороне производство, что позволяет высвободить собственные производственные линии для выпуска наиболее прибыльных CPU.

В течение прошлого года заводы Samsung изготавливали микросхемы по нормам 7 нм LPP (Low Power Performance). И это был самый тонкий техпроцесс, из доступных компании. Теперь же южнокорейский гигант заявляет о готовности к производству по 5 нм нормам LPE (Low Power Early).

Некоторое время назад у компании наблюдались производственные проблемы с 5 нм технологией, что приводило к большой отбраковке, однако теперь все исправлено, и компания готова начинать коммерческое производство. В пользу этого факта говорит то, Samsung будет единственным производителем SoC Qualcomm Snapdragon 875 с поддержкой 5G.

При этом изменения в 5 нм технологии будут минимальны. Она обеспечивает 10% прирост производительности при сохранении энергопотребления или 20% снижения потребления энергии при той же частоте. Транзисторная плотность будет увеличена в 1,33 раза, а принципы разработки, введенные в 7 нм процессе, будут унаследованы и в 5 нм. Таким образом, переход на новую технологию является эволюционным развитием, а не прорывом.