Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

TSMC wil chips eind 2016 op 10nm produceren

TSMC belooft eind 2016 te starten met zijn 10nm-productie van chips en in het eerste kwartaal van 2017 moeten de eerste 7nm-test-chips gerealiseerd zijn. Daarmee lijkt TSMC voornemens concurrenten als Intel en Samsung voorbij te streven wat betreft de 'nanometer-race'.

De voortgang van de 10nm-productie loopt volgens schema, claimt TSMC in een toelichting op de kwartaalcijfers. De Taiwanese chipfabrikant maakt processors voor onder andere Qualcomm, Nvidia, MediaTek en Broadcom. Elke stap naar kleinere productieprocedé's brengt voordelen op gebied van verbruik met zich mee, waar bijvoorbeeld smartphones en tablets baat bij kunnen hebben.

"Vergeleken met 16nm finfet laten de 10nm-features een prestatiewinst zien van 15 procent bij hetzelfde verbruik, of afname van het verbruik van 35 procent bij dezelfde snelheid", claimt Mark Liu, mede-ceo van TSMC. Het bedrijf zegt overeenkomsten te hebben met klanten voor tape-outs op 10nm voor smartphone- en netwerkprocessors en hpc-chips. Tape-outs zijn de momenten waarop klanten hun definitieve ontwerpen naar de fabrikant sturen voor de chipproductie.

Verder meldt TSMC dat de 16nm-productie met finfet-transistors nu vol op stoom draait. TSMC loopt hiermee achter op concurrent Samsung die al maanden op 14nm aan het produceren is, maar TSMC lijkt voornemens die achterstand snel in te halen. "We hebben als doel om 7 nanometer in het eerste kwartaal van 2017 te kwalificeren, slechts vijf kwartalen na 10 nanometer", zegt TSMC bijvoorbeeld. Ondanks de andere aanduiding zijn TSMC's 16nm- en Samsungs 14nm-proces overigens wat schaal betreft gelijkwaardig.

Intel meldde vorige week genoodzaakt te zijn 10nm-productie uit te stellen tot eind 2017. Intel heeft al enkele generaties ervaring met finfet-transistors, wat een groot voordeel oplevert voor de productie. Op papier lijken Samsung en TSMC Intel in te halen wat betreft de 'nanometer'-race, maar de feature-groottes van transistors lijken tegelijkertijd meer een marketingterm te worden zonder dat echt significant onderscheid meer te maken is tussen de nodes van verschillende fabrikanten.

Door Olaf van Miltenburg

Nieuwscoördinator

20-07-2015 • 14:28

48 Linkedin Google+

Reacties (48)

Wijzig sortering
Ik begrijp nooit zo goed hoe het kan dat er zoveel verschil is tussen fabrikanten.
Als ik het goed heb is ASML de leverancier van de machines die de processors maken, aan zowel TSMC, Samsung en Intel, en gaan ze voor deze groottes (onder de 14 nm) allemaal gebruik maken van de nieuwe EUV machines. Dus 't lijkt mij dat ze daarvan afhankelijk zijn.
Omdat ASML simpelweg geen machines levert om processors te maken. Een misverstand dat je vaker hoort.

Processors worden uit wafers gesneden. Wafers waar meerdere laagjes op zijn gedeponeerd en bewerkt. ASML levert machines om een laag fotoresist op wafers te belichten. Maar voordat je een wafer met processors hebt, moet deze in totaal door zo'n 100 tot 250 machines, vaak meermaals door eenzelfde machine (waaronder die van ASML). De machine van ASML is slechts een schakel in de hele keten, en in het geval van ASML zijn zij ongeveer de enige (grote) leverancier van die specifieke schakel in die hele keten.
Die specifieke schakel is wel het belangrijkste in het hele proces. Door het belichtingsproces worden de transistors op de wafers geëetst. Deze machines zijn de beperkende factor omdat ze beperkt zijn tot één nmdichtheid [wikipedia].

Daarnaast staan de ASML machines bijna achteraan: Cleaning, Preparation, Photoresist application, Exposure and developing, Etching en Photoresist removal.
Transistors worden niet op een wafer 'geëtst'. Kanaaltjes van een specifiek materiaal worden op een wafer geëtst. Voor een transistor zijn nog wel meer stappen voor nodig, zoals ion-implantatie en ion-diffusie processen.

De ASML machine is niet de belangrijkste schakel in het proces, dat zijn in feite alle machines in de hele productielijn. De ASML machine is wel de belangrijkste schakel voor het verkleinen van het procedé. De belichtingsstap heeft de grootste invloed heeft op de grootte van de uiteindelijke transistors, al zijn de laatste jaren ook andere trucjes uitgehaald om kleinere transistors te maken, bijvoorbeeld double patterning.

De ASML machines staan zeker niet bijna achteraan. In het deelproces om een extra laagje aan te brengen, staat het wellicht achteraan, maar na dit deelproces volgen nog meer processen. Nog los van het hele back-end proces.
In principe wel, maar de praktijk is veel genuanceerder. 7nm kunnen met 1 prototype chip is wat anders dan massaproductie. Yields zijn daarin erg belangrijk, economisch moet het ook aantrekkelijk zijn. Niet alleen dat het technisch mogelijk is.

Dit komt weer omdat niet elke chip even complex is, hoe groter de chips hoe groter de kans dat deze een fout bevat en afgekeurd wordt, en dus een lagere yield tot gevolg heeft. Bovendien heeft niet elk bedrijf dezelfde soort machines, niet iedereen heeft geld voor een hele batterij aan euv-machines, sommige bedrijven zullen deels op oude technieken werken, zoals IBM al aangaf te verwachten als euv uberhaupt niet op tijd rijp is voor massaproductie van de komende generatie.

Als laatste moet je de hele marketingsaus er eerst afschrapen om tot de echte waarheid te komen. Ik vind de opmerkingen van TSMC in dit artikel dan ook naar grootspraak ruiken, en een gevalletje "eerst zien dan geloven". nVidia was een tijd geleden zeker niet blij met hun progress op 20nm, en dan zouden ze nu inderdaad ineens voor lopen. Tja, als je je node 7nm noemt maar eigenlijk is het 10nm dan kan ik het ook wel!
Toch zegt TSMC het volgende:
De voortgang van de 10nm-productie loopt volgens schema, claimt TSMC in een toelichting op de kwartaalcijfers.
en
Verder meldt TSMC dat de 16nm-productie met finfet-transistors nu vol op stoom draait.
Nu weet ik niet het fijne ervan, maar zoals het er nu uit ziet lopen ze weer op schema tov van de eerdere problemen rond 16nm en 20nm. Daarnaast is goed te verklaren dat Nvidia problemen had met hun progress rondom 20nm: Apple. De gene die met de grootste zak geld komt krijgt voorrang, in dit geval Apple tov Nvidia.
Het gedeelte wat ASML maakt wordt hier volgens mij vaak redelijk overschat. ASML maakt erg belangrijke, onmisbare zelfs, machines voor de chipproductie. Maar daarnaast zijn er nog heel veel andere stappen en kennis vereist.

Als je een hijskraan kan maken, betekend het nog niet dat je ook gebouwen met die hijskranen kan maken. En als je twee bouwbedrijven een hijskraan geeft, betekend het niet dat ze allebei de kennis hebben om een gebouw neer te zetten.

Het is dus ook niet dat je een stel machines van ASML koopt, een cleanroom neerzet, nog een aantal andere machines koopt, die achter elkaar neerzet, en je productie kan draaien. Er is nog heel veel kennis en onderzoek nodig naar hoe je met die machines een goede transistor maakt. En dan is weer bij andere bedrijven/afdelingen de kennis hoe je met die transistoren een chip maakt.
Alsof je voldoende hebt aan de spullen om te maken, je moet het ook kunnen (kennis hebben en kunnen gebruiken dus). Alsof je automatisch een topprogrammeur bent als je een computer koopt waar je op kan programmeren...

Het apparaat van ASML is 1 van de vele aspecten die erbij komen kijken.

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 20 juli 2015 15:13]

ASML maakt eigenlijk alleen producten waarmee de wafers belicht kunnen worden, als ik het goed begrijp zijn dat wafer steppers en scanners. Er komen nog veel meer apparaten kijken bij de productie van complete chips.
Omdat de verschillende partijen allemaal andere chips willen.
Kunnen ze wel allemaal op 14nm gemaakt worden, maar bij een arm of een intel chip zit natuurlijk veel verschil in.
Het gereedschap is één ding, je kan ook twee mensen dezelfde merk hamer geven maar dat krijg je toch ander resultaten. Wat en hoe ze met deze machines gaan etsen ligt geheel bij de fabrikanten en niet bij asml, die levert alleen de hamer.
Je hebt een beetje gelijk, maa ASML is niet de enige leverancier van zulke machines en deze machines zijn slechts een onderdeel van het hele productie process. Als je een slecht ontwerp in de machines stopt, komen er slechte chips uit, bijvoorbeeld.
ASML is wel de enige serieuze leverancier voor de high-end.

Canon en Nikon hebben niets wat ook maar enigszins kan concurreren met de machines van ASML en dat zijn toch echt de belangrijkste 'concurrenten'

De laatste keer dat ik me goed heb laten voorlichten zat intel op 22 nm (met ASML apparatuur).
Met Canon en Nikon apparatuur zaten ze toen rond de 60nm.

Imo is het appels en peren en heeft AMSL in de praktijk dan ook een monopolie positie.
offtopic:
Maar ik vrees niet voor lang dankzij het verkwanselen van bedrijfskritieke informatie, die ongetwijfeld nu in China wordt doorontwikkeld.

[Reactie gewijzigd door eL_Jay op 20 juli 2015 16:51]

Ik heb hypermoderne ASML tools naast oude cannons en Nikon's geplaatst. Alleen voor de kritische lagen is ASML onmisbaar. De lagen erna kan gemixed worden.
Daarnaast is het ook nog eens zo dat de kloksnelheden en transistor count van een Core i7 een stuk hoger liggen dan die van een snapdragon 810 bijvoorbeeld. Dat heeft ook invloed op hoe rendabel de productie is.
Je hebt een beetje gelijk, maa ASML is niet de enige leverancier van zulke machines
ASML is op het moment verre weg de grootste speler in deze markt (pakweg 80%). De andere leveranciers van lithografiemachines doen er totaal niet toe.
Als je een slecht ontwerp in de machines stopt, komen er slechte chips uit, bijvoorbeeld.
Dit is de voornaamste reden. Plus, ondanks dat ASML EUV machines kan leveren, betekend dat nog niet dat direct alle fabs ter wereld over stappen. Voor veel toepassingsgebieden is een dergelijk kleine schaal niet eens noodzakelijk, en kan dus op reeds bestaande machines geproduceerd worden.
Ondanks de andere aanduiding zijn TSMC's 16nm- en Samsungs 14nm-proces overigens wat schaal betreft gelijkwaardig.
toch niet helemaal.

http://www.extremetech.co...2/Cell-SizeComparison.png

lijkt erop als of samsung's 14nm ongeveer tussen intel's 14nm en TSMC's 16nm in zit.
en TSMC's 16nm process is exact het zelfde als hun 20nm process.

[Reactie gewijzigd door Countess op 20 juli 2015 16:13]

Dat, en hoe dicht kunnen de transistoren op elkaar, wat is de kwaliteit en andere dingen beginnen steeds meer mee te spelen. Hier stond wel een redelijke uitleg:

http://www.quora.com/How-...-mm-sq-with-14-nm-process
Wat in het artikel niet erbij word gehaald is dat er aparte productie methoden zijn voor high-performance CPU/GPU's en voor energie zuinige CPU/GPU's
Het is niet duidelijk gemaakt over welk procedé ze het hier hebben. Intel kan wel voorlopen op het high performance vlak en TSMC op het mobiele vlak. Ook al zijn ze beide 10nm, het zijn andere prodictie methoden. Intel zou straks 10nm high-performance cpu's kunnen maken die TSMC niet kan maken en andersom voor mobiele low-power cpu's.

Edit : typo's

[Reactie gewijzigd door gjmi op 20 juli 2015 15:25]

Grappig dat zij aangeven dat er zo snel al gewerkt kan worden op 7nm. Gisteren nog zeiden enkelen hier op Tweakers met een +3 notatie dat dit minstens nog een half decennia duurt bij IBM.

witeken in 'nieuws: Beter begrip van geleiding in grafeen brengt terahertz-processors dichterbij'
Wat TSMC '7nm' noemt is gewoon 10nm + finfet.

TSMC maakt van een meetbare waarde een marketing term en daarom ontstaat onduidelijkheid, maar dat veranderd niets aan de realiteit, 7nm is ver weg.
Ze willen begin 2017 de eerste testchips hebben, om van testchips naar massaproductie te gaan is een hele stap, yields moeten goed zijn, ze moeten betrouwbaar zijn, en het belangrijkste van al, ze moeten beter zijn dan de vorige generatie. Zolang de 7nm chips trager zijn dan de vorige generatie (10nm waarschijnlijk) dan is de potentiele markt meteen een heel stuk kleiner, en een stuk minder interessant.
De vraag is echter of er überhaupt nog vraag is op smartphone gebied naar snellere CPU's ik denk (maar ben geen kenner van de feiten zeg ik eerlijk) dat de vraag naar zwaardere cpu's behoorlijk aan het afvlakken is. Wat we steeds meer gaan zien (denk ik) is dat cpu's met dezelfde snelheid steeds zuiniger worden.

We gaan steeds meer naar computing in the cloud. reken kracht op een mobiel device wordt al steeds minder. We hebben baat bij een zuinige CPU een zuinige 4g chip en een zuinige wifi/bluetooth chip. En natuurlijk een zuinig scherm.

Ik zou persoonlijk niet weten wat ik zou moeten momenteel met CPU in mijn sony z3 die nog 30 keer sneller is dan die er nu in zit... Ik zou willen dat mijn accu 4 dagen mee kan in plaats van 2. En met mij zijn er denk ik een hoop meer mensen die hier meer op zitten te wachten dan steeds snellere cpu's.

Maar zoals ik al zei, ik heb niet de feiten. Dus het is puur een aanname van hoe ik er tegen aan kijk.
De winsten die je maakt op verbruik zijn maar beperkt. Het scherm en de radioverbindingen (WIFi, GPS, Bluetooth, etc) trekken nu al het meeste uit je accu, niet de cpu.
Dat inderdaad, en daarnaast als iets 15% sneller is bij hetzelfde verbruik, dan is het dus ook 15% sneller klaar met zijn taak en dat bespaard ook stroom...

Maar ben het wel met hem eens dat de vraag naar snellere CPU's af lijkt te zwakken op dit moment, maar dat kan zomaar veranderen als je je telefoon ook als computer in kan gaan zetten aan een monitor (windows 10?)...
mooi om te lezen, dat fabrikanten druk bezig zijn met de productie van kleinere transistoren..
dat zal de CPU/GPU markt ZEKER ten goede komen + het feit dat het gewoon aanzienlijk in de portemonnee gaat schelen bij langdurig gebruik van je systeem.

als ze het voor elkaar krijgen om lagere TDP waardes uit de CPU te trekken maar de kloksnelheid en bandbreedte verhogen. is dat voor gamers natuurlijk weer de volgende sprong naar super systemen die nog enigzins zuinig zijn ook!
Het is zeker een mooie ontwikkeling, maar het is wel een kwestie van OF betere prestaties OF lager verbruik (als de enige wijziging het procede waarop de chips gemaakt worden is) of allebei maar dan ook allebei in mindere mate.

Ik hoop persoonlijk dat met name de telefoonbedrijven dit soort verbeteringen aangrijpen om naar een lager verbruik bij gelijke prestaties te gaan (in elk geval op sommige SOC's), voor mij zijn telefoons nu snel zat en zou ik blijer worden van een langere accuduur.
Om dit zowel kracht als zuinigheid te krijgen zie je dat energie besparende opties (voor verbruik) en/of Turbo opties (voor max power) steeds vaker in het chipontwerp aanwezig zijn.
De maximale snelheid wordt steeds minder relevant, 'middenklasse' is vaak prima werkbaar. Daarnaast gaan de verkleiningen in ontwerp steeds langzamer, en worden de winsten ten opzichte van concurrentie door een kleiner transistorontwerp dus steeds minder groot.
Dit alles maakt dat het chipontwerp dus weer steeds belangrijker wordt! Interessante tijden.
Niet alleen voor gamers, maar ook voor bedrijven die snelle machines nodig hebben. Ik denk dat er meer snelle processoren aan bedrijven worden verkocht dan aan gamers.
Zo langzamerhand komt het einde van de race wel steeds dichterbij. Gelukkig heeft men kortgeleden ontdekt dat het ook mogelijk moet zijn om grafeen voor processoren te gebruikten. Dat heeft een dikte van 0.35 nm. Dat is echt het eindstation.
Welnee. over een tijdje vinden ze heus wel weer iets wat nog dunner is of beter om te gebruiken. gaat altijd zo. met alles. al honderden/duizenden jaren.
Je raakt op een gegeven moment de fysieke natuurkundige grenzen. Dan houdt het echt op met verkleinen van transistoren zoals we die nu maken.
Mwoah grafeen lijkt ook wat leuks te worden Is meschien niet kleiner maar kun je wel cpu's verwachten die op de 100+ Ghz draaien
Volgens het bericht van zondag moeten we zelfs in tera herz gaan denken. Tja dan zijn de huidige processoren nog maar slakken.
Grafeen is echt de laatste stap. Natuurkundig kan het gewoon niet kleiner dan één atoom dik. Koolstof is ook nog eens de kleinste geleider.
De ontwikkeling houdt daarmee nog niet helemaal op. Hoewel kleiner dan niet meer mogelijk is, zijn er in het ontwerp natuurlijk wel mogelijkheden om sneller en efficiëntere chips te maken.
De Wet van Moore is dus eindig.
Lijkt me zeer stug. Aangezien TSMC met het courante productieprocede ver achterloopt op concurrenten als Intel en Samsung, zie ik ze niet pionieren op de volgende generatie.
offtopic:
Zit nog steeds te wachten op de Maxwells zoals ze oorspronkelijk bedoelt waren.


M.a.w. ik leg 10 euro in dat Micron, Samsung of Intel eerder op 10 nm productiesamples zit dan TSMC.
offtopic:
Hoewel ik dat met Intels monopolie positie niet meer zeker weet, aangezien ze ontwikkeling op een laag pitje lijken (tick-tock no more) te zetten omdat er geen enkele concurrentieprikkel is voor Intel.


Dit klinkt me meer als marketing praat in de oren om Nvidia te overtuigen niet ergens anders hun chips te laten bakken.

[Reactie gewijzigd door eL_Jay op 20 juli 2015 14:43]

Klopt ook, wat TSMC 10nm noemt heeft meer gelijkenissen met 14nm.
Pas 10nm met finfet lijkt echt 10nm te zijn, maar dat noemen ze dan weer 7nm.

Beetje jammer die onduidelijkheid, maar het komt er op neer dat Intel nog steeds voorloopt, maar misschien nu wel gedwongen word om ook dit soort marketing troep uit te halen. :(
Mja wat voor nut hebben dat soort marketing praatjes.

De directe consument koopt niet bij TSMC. De bedrijven die dat doen weten wel het verschil tussen marketingpraatjes en de harde feiten (mag ik toch hopen).
Beurswaarde omhoog praten, investeerders aantrekken?
TSMC zegt wel meer, eerst zien dan geloven, het zal niet de eerste keer zijn dat een productie flink uitgesteld word of zelfs helemaal niet beschikbaar komt voor CPU's/GPU's. Ik zie toch meer in de Samsung-GF combinatie.
P.S. redactie check ff alle TSMC's na, er staan een hoop verkeerd gespelde tussen.
Ik snap de tijdschaal niet helemaal, er staat eerst dat de productie van 10nm chips eind 2016, en de 7nm productie in het eerste kwartaal van 2017 begint. Vervolgens staat er dat er slechts 5 kwartalen tussen de 10nm en 7nm productie zit. :?
Het lijkt me dat de data in het artikel niet helemaal kloppen...
Hopen dat AMD van Bulldozer weg stapt en Thuban een update geeft met een kleinere die (zal wel niet)

[Reactie gewijzigd door firest0rm op 20 juli 2015 14:49]

(eind) volgend jaar komt de nieuwe Zen core. dat is weer een geheel nieuwe core met weer als vanouds bij AMD lekker veel FPU bandbreedte, een cache systeem dat veel lijkt op dat van intel (dus simpeler met lagere latency en minder transistors ect) en een flinke hogere IPC voor de integer workload. en dat op 14nm finfit.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


OnePlus 7 Microsoft Xbox One S All-Digital Edition LG W7 Google Pixel 3 XL OnePlus 6T (6GB ram) FIFA 19 Samsung Galaxy S10 Sony PlayStation 5

Tweakers vormt samen met Tweakers Elect, Hardware.Info, Autotrack, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer de Persgroep Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2019 Hosting door True