Samsung: euv ligt op schema voor 7nm-productiestart in 2018

Samsung meldt dat de euv-productie van chips volgens plan verloopt en dat in de tweede helft van 2018 de eerste 7nm-chips met de techniek worden geproduceerd. Daarnaast komt het bedrijf met het 11LPP-procedé voor chips van midrangesmartphones.

Samsung spreekt van 'initiële productie'. Het gaat daarom nog niet om massaproductie, maar de aankondiging wijst erop dat er voldoende vorderingen zijn geboekt om verder uitstel van de euv-productie te voorkomen. Zo haalt Samsung inmiddels een yield van tachtig procent voor de euv-productie van 256Mbit-sram. Verdere details over de voortgang van de overstap naar euv geeft Samsung tijdens zijn Samsung Foundry Forum, dat deze week in Japan plaatsvindt. Op eerdere roadmaps van het bedrijf stond de 7nm-massaproductie voor de tweede helft 2019 en waarschijnlijk handhaaft Samsung deze planning.

De aankondiging is een opsteker voor ASML, dat het vertrouwen in zijn euv-lithografiemachines ziet groeien bij fabrikanten. De fabrikanten willen op euv overstappen om rendabel kleinere structuren op het silicium aan te kunnen brengen. De inzet van de huidige 193nm-immersielithografie wordt vanaf 7nm te duur en tijdrovend. De euv-machines van ASML maken gebruik van extreem ultraviolet licht met een aanzienlijk kortere golflengte van 13,5nm, om dunnere lijntjes te kunnen beschrijven. ASML ondervond grote problemen bij de ontwikkeling van de technologie. Al in 2006 moesten de eerste euv-machines productierijp zijn, maar keer op keer werd tot uitstel besloten.

Samsung kondigt verder aan een 11LPP-procedé tussen zijn 14LPP- en 10LPP-varianten te schuiven, waarbij LPP voor low power plus staat. De 11nm-productie is bedoeld om chips voor midrange-smartphones te maken. Voor de high-end socs blijft Samsung 10LPP gebruiken. Volgens het bedrijf leidt 11LPP ten opzichte van 14LPP tot een prestatietoename van vijftien procent en afname van het chipoppervlak van tien procent bij een gelijk verbruik. De productiestart vind in de eerste helft van 2018 plaats. Niet bekend is hoe 11LPP zich verhoudt tot het vorig jaar aangekondigde 14LPU. Ook deze verbetering van de 14nm-productie moest hogere prestaties bij gelijk verbruik mogelijk maken. De 14LPU-generatie staat nog altijd niet op de site van Samsung; de kans bestaat dat het bedrijf nu simpelweg de naam in 11LPP heeft veranderd.

FinFET-lithographie-roadmap, start van massaproductie
	2016	2017		2018		2019		2020		2021
		1H	2H	1H	2H	1H	2H	1H	2H
GlobalFoundries	14LPP				7nm duv	7nm met euv*
Intel	14 nm 14 nm+		14 nm++ 10 nm			10 nm+ 10 nm++
Samsung	14LPP 14LPC	10LPE		10LPP 11LPP		8LPP 10LPU	7LPP met euv		6nm* (?)
SMIC	28nm	14nm
TSMC	CLN16FF+ CLN16FFC	CLN10FF CLN16FFC		CLN7FF CLN12FFC		CLN12FFC/ CLN12ULP	CLN7FF+		5nm* (?)
UMC	28nm		14nm	niet bekend
*Exacte datum niet aangekondigd

Overzicht van roadmaps, opgesteld door AnandTech

Reacties (30)

[Z0EF]

Stomme vraag misschien, maar waarom maken we chips nog steeds kleiner op het punt waar we nu beland zijn? AMD heeft ook gekozen voor een groter chip oppervlak en daarmee ook meer prestaties.

Als ik naar mijn eigen behoeften kijk heb ik liever een dikkere batterij die de grotere chip moet voeden. Daarmee heb ik dan twee voordelen, namelijk meer prestaties, langer doen met een batterij en wellicht lagere kosten door een minder duur chip ontwerp. Als de chips nu blijven zoals ze zijn worden ze goedkoper na verloop van tijd. Ik zie alleen maar voordelen!

[Mijzelf]

Het ontwerp van een kleinere chip is duur, ja. Maar wafers zijn dat ook, en als de aantallen groot genoeg zijn ben je dus goedkoper uit met een kleiner chip (= minder wafer oppervlak = meer chips uit een wafer)

Ver zie ik de koppeling 'groot oppervlak'-'meer prestaties' niet zo. Tot dusver is het door de bank genomen altijd geweest dat je met kleinere elementen een hogere klok kunt aanhouden.

[Z0EF]

Wat je zegt klopt, maar de enorme investeringen in het verkleinen van chips tot 10nm en zelfs 7nm ontstaan door de eindeloze vraag naar verkleining. Verkleining is minder energieverbruik met dezelfde prestaties, maar misschien willen mensen wel meer prestaties die ondervangen kunnen worden met een grotere batterij?

Dan het grotere oppervlak van een chip. Een groter oppervlak betekent meer ruimte voor het plaatsen van transistors. Je zou bijvoorbeeld meer cores kunnen plaatsen, waarbij de kloksnelheid minder hoog is.

Hogere specs zijn niet altijd beter. Kijk naar de iPhone, die met veel minder werkgeheugen veel vloeiender werkt dan de UI van een Android telefoon met meer dan het dubbele aan werkgeheugen.

[johnbetonschaar]

Het gaat natuurlijk niet alleen maar om wel of geen batterij, maar ook hoeveel rekenkracht je op een chip kunt douwen die nog enigzins gekoeld kan worden. Kijk alleen maar eens naar een high-end GPU: zonder verbetering aan het productieproces (dus kleinere transistors) zouden we nu al zo'n beetje aan de bovengrens zitten van wat je nog fatsoenlijk gekoeld krijgt. Dat heeft niks met batterijen te maken...

Los daarvan is het idee van EUV dat je geen/minder double/triple patterning (of zelfs nog meer) nodig hebt om dezelfde chips te maken als nu, wat op termijn (als de inverstering in de machines en het opzetten van het productie proces afgeschreven is) enorme kosten voordelen op zou moeten leveren.

Last but not least moet je niet onderschatten hoeveel effect een verkleining van de transistors heeft op het aantal transistors dat je op een chip kwijt kan, en het verbruik. Je hebt het dan over kwadratische verbeteringen, niet een procentje hier of daar.

[Richh]

Verkleining is minder energieverbruik met dezelfde prestaties

Verkleining maakt het net zo goed mogelijk om bij hetzelfde energieverbruik méér prestaties te bieden. Dát is nou net het hele eieren eten.

maar misschien willen mensen wel meer prestaties die ondervangen kunnen worden met een grotere batterij?

Innovatie in accu's lijkt veel langzamer te verlopen. Dan worden smartphones weer dikker. Waarom niet beide? Waarom niet én een chip die meer prestaties biedt bij hetzelfde energieverbruik én een grotere accu? Verder zitten we nog met warmteontwikkeling.

Kijk naar de iPhone, die met veel minder werkgeheugen veel vloeiender werkt dan de UI van een Android telefoon met meer dan het dubbele aan werkgeheugen.

Behoorlijk offtopic en een enorme zijsprong in je hele betoog, maargoed.

Het verschil is ontzettend veel kleiner dan dat je denkt, grotendeels is dit een fabel. Android's system requirements voor smartphonebouwers leggen een direct verband tussen schermresolutie en DPI (de softwarematige scherpte van software: een hoge DPI in Android instellen heeft als gevolg dat de tekst en elementen op je smartphone kleiner worden, waardoor er meer tegelijkertijd in beeld past). Een Android toestel op een verlaagde DPI met een 720P display red het makkelijk met slechts 1 of 2GB. Vergeet ook niet dat Apple z'n Plus-modellen met FHD-display al jaren uitrust met 3GB RAM, om dezelfde reden.

[Siebelouis]

Dezelfde toestellen met android hebben vaak tussen de 4 en 6Gb ram..

Apple heeft zijn software gewoon veel beter geoptimaliseerd

[Richh]

Definieer 'dezelfde'. Er is een wereld van verschil.

De snelheid van Apple (of de traagheid van Android) zit 'm in cpu optimalisaties. RAM is overrated.

[Siebelouis]

ergeet ook niet dat Apple z'n Plus-modellen met FHD-display al jaren uitrust met 3GB RAM, om dezelfde reden.

Hetzelfde formaat android toestellen. Naast de cpu optimalisaties, heeft apple ook het geheugenbeheer beter op orde dan android.

Volgens de geruchten krijgen de 8 plus en de iphone x/edition, waarbij de bezelless variant een hogere resolutie krijgt nog steeds 'maar' 3 Gb RAM

[Richh]

Formaat als in schermdiagonaal? Dan komt RAM redelijk overeen, toch?

Samsung stopt in een 2960x1440 6,2" smartphone 4GB RAM. Apple stopt in een 1920x1080 5,5" smartphone 3GB RAM. We hebben het over een verschil van 25% in RAM terwijl we tegelijkertijd spreken over 50% meer pixels en bovendien meer dense content.

Ik wil heel ver met je mee gaan over de vloeiendheid en snelheid van iOS op iPhones. Maar dit ligt gewoon niet aan RAM. Het RAM-management van beide systemen is prima en maakt simpelweg geen verschil. Sowieso is simpelweg niet te testen.

[pepsiblik]

Aha. Eindelijk is me dat Apple RAM verschil duidelijk. Dank!

[The Third Man]

Je zou bijvoorbeeld meer cores kunnen plaatsen, waarbij de kloksnelheid minder hoog is.

Dat betekent niet automatisch dat je performance ook gelijk is. Er zijn zat taken die niet perfect en/of oneindig gethread kunnen worden, waardoor je performance juist daalt met meer threads vanaf bijvoorbeeld 8 of 10 threads. Dan ben je juist specifiek op zoek naar een hogere clock (en IPC natuurlijk) per core, niet meer cores.

[Raymond Deen]

Op een groter oppervlak passen, bij van gelijke grootte blijvende elementen, meer van die elementen.
Als je erin slaagt om deze aan het werk te houden op een acceptabele snelheid, dan krijg je betere prestaties.
Daarbij komt nog het gegeven dat een groter oppervlak makkelijker koel te houden is dan een klein oppervlak over het algemeen; dus zonder N2 te gaan gebruiken, of andere minder gangbare koelmethodes.

[aap]

Daarbij komt nog het gegeven dat een groter oppervlak makkelijker koel te houden is dan een klein oppervlak over het algemeen; dus zonder N2 te gaan gebruiken, of andere minder gangbare koelmethodes.

Volgens mij verwar je hier twee zaken: een groter oppervlak koelt inderdaad makkelijker, omdat het potentieel meer in contact staat met lucht of andere media die warmte af kunnen voeren. Daarom zijn meer/grotere koelvinnen op een koeler goed.

Maar jij hebt het over een chipoppervlak. Een groter oppervlak bevat meer transistors, dus een groter oppervlak produceert meer hitte. Er is dus geen koelvoordeel voor grotere chips; anders hadden we al 100-core chips!

[Dreamvoid]

We zitten er al vrij dicht bij, de snelste Xeon-Phi heeft 72 cores. Maar idd, die trekken ook 200W.

[Raymond Deen]

Ik verwar hier niks met elkaar; ik vertel alleen niet dat ik de warmteoverdracht van chip -> package -> koelblok bedoel.

Een heel erg kleine chip draagt warmte weinig gespreid naar de package over waardoor deze moeilijker te koelen wordt als de chip veel warmte genereert.

Meer transistors betekent trouwens niet automatisch meer hitte, al is dat vaak wel zo, maar wel makkelijker met conventionele koelblokken te koelen doordat het contactoppervlak dat toelaat.

Ik bedenk me trouwens ook dat de AMD-architectuur met infiniband verbindingen tussen de verschillende chips ook ervoor zorgt dat de package uiteindelijk makkelijker te koelen is, doordat de warmte meer gespreid wordt gegenereerd.

[Richh]

Een beetje een rare vraag, want je manier van denken klopt niet helemaal

We maken de chips niet kleiner, we maken de transistors kleiner. Met als gevolg dat je meer schakelingen kan zetten op een gelijke oppervlakte. Hierdoor krijg je dus én meer prestaties én een lager energieverbruik. Eigenlijk heeft een kleiner productieproces alleen maar voordelen (tot op een gegeven moment de kosten mee spelen, maar zelfs daarvoor geldt: meer chips per wafer).

Als ik naar mijn eigen behoeften kijk heb ik liever een dikkere batterij die de grotere chip moet voeden. Daarmee heb ik dan twee voordelen, namelijk meer prestaties, langer doen met een batterij en wellicht lagere kosten door een minder duur chip ontwerp.

- Prestaties in mobiele producten zoals smartphones zullen door warmteontwikkeling niet verder kunnen stijgen; om dit te bewerkstelligen heb je vooral een kleiner productieproces nodig.
- Je zal juist korter doen met een batterij. Hoe kleiner het productieproces, hoe minder energie er gaat verloren.
- Chipontwerpen zijn duur, maar tegenover een miljoenenafzet is dat slechts een fractie. Dat is sowieso geen groot probleem, daarbij snap ik niet helemaal wat je dan denkt te bereiken: geen nieuwe chipontwerpen én geen nieuw productieproces betekent geen innovatie. Waar dacht je dan überhaupt je accuduur en je prestatiewinst vandaan te halen?

Echt, er zijn alleen maar nadelen je vergelijking met AMD klopt ook niet trouwens, waarop baseer je dat zij 'kiezen' voor een groter chipoppervlak? Hell: AMD is járen uit de running geweest omdat Intel een grote voorsprong had met 14nm terwijl AMD het met 28nm moest doen. Dit productieproces is ontzettend bepalend voor de totale industrie!

[Reactie gewijzigd door Richh op 3 augustus 2024 04:59]

[Z0EF]

Threadripper gezien? Dat is een flinke oppervlakte hoor. er zitten meerdere fysieke CPU's onder de kap, maar je snapt m'n gedachtegang.

Er staat trouwens in het artikel:

(...) afname van het chipoppervlak van tien procent bij een gelijk verbruik.

[Richh]

En waardoor denk je dat Threadripper (en Ryzen) dit jaar uitkwam en niet twee jaar geleden? Juist, omdat AMD sinds vorig jaar pas 14nm kan gebruiken. Dat is bepalend voor geheel AMD.

Threadripper is een totaal ander product, waarbij energieverbruik veel minder relevant is en waar de boel sowieso op een vééél lagere schaal geproduceerd wordt (hierdoor is AMD vooral genoodzaakt om het zo te doen). Ook de kosten zijn in totaal andere proporties dan in smartphones. Een dergelijke aanpak is echt onhaalbaar in smartphones.

Je begrijpt dat chipontwerpers een keuze hebben? Of gelijk verbruik en meer prestaties, of lager verbruik en dezelfde prestaties. Of iets wat daar tussenin zit

[KingFrogzz]

Kleinere transistors op een kleinere chip hebben ook als gevolg dat stroom minder afstand af hoeft te leggen en dus minder weerstand tegenkomt waardoor hij zuiniger werkt en minder warm wordt (heel simpel gezien)

[Slaut]

Stomme vraag misschien, maar waarom maken we chips nog steeds kleiner op het punt waar we nu beland zijn? AMD heeft ook gekozen voor een groter chip oppervlak en daarmee ook meer prestaties.

Als ik naar mijn eigen behoeften kijk heb ik liever een dikkere batterij die de grotere chip moet voeden. Daarmee heb ik dan twee voordelen, namelijk meer prestaties, langer doen met een batterij en wellicht lagere kosten door een minder duur chip ontwerp. Als de chips nu blijven zoals ze zijn worden ze goedkoper na verloop van tijd. Ik zie alleen maar voordelen!

Omdat je met het kleiner maken van systemen veel voordelen krijgt, zo is nu bijvoorbeeld de north bridge in de CPU gekomen, terwijl dat eerder niet kon. Dit maakt het systeem ook weer sneller door lagere latency naar de GPU. Zo ook L1/L2/L3 cache, deze is door miniaturisatie ook dichter op de kern gekomen. Kleinere componenten hebben minder lekstroom, zodat je ook zuiniger wordt, en dus een langere accuduur hebt. Vergelijk maar GPU's met gelijke prestaties uit verschillende jaren: groot verschil in TDP/warmte productie.

Verder geeft een grotere chip een lagere yield, oftewel een grotere kans per chip dat deze niet perfect gebakken wordt, dus duurder en performance verlies.

[Reactie gewijzigd door Slaut op 3 augustus 2024 04:59]

[Verwijderd]

Je bekijkt het verkeerd.
Met deze techniek kunnen ze meer complexiteit, dus meer performance, kwijt op hetzelfde oppervlak.
Bij chips wil je dat deze eigenlijk in z'n geheel wel in dezelfde kloktik zit, en bij hoge kloksnelheden betekent dat dat een chip een maximale fysieke grootte mag hebben voor je daar tegen problemen aan gaat lopen.
De AMD chip die je noemt bestaat uit meerdere chips die niet perse in dezelfde 'tik' hoeven te lopen en daardoor kan het geheel groter worden.

Kleiner betekent alles bij elkaar:
- meer complexiteit
- hogere snelheid
- lager stroomverbruik

[Durandal]

Stomme vraag misschien,

die bestaan niet

maar waarom maken we chips nog steeds kleiner op het punt waar we nu beland zijn? AMD heeft ook gekozen voor een groter chip oppervlak en daarmee ook meer prestaties.

Als ik naar mijn eigen behoeften kijk heb ik liever een dikkere batterij die de grotere chip moet voeden. Daarmee heb ik dan twee voordelen, namelijk meer prestaties, langer doen met een batterij en wellicht lagere kosten door een minder duur chip ontwerp. Als de chips nu blijven zoals ze zijn worden ze goedkoper na verloop van tijd. Ik zie alleen maar voordelen!

Chips worden goedkoper omdat ze steeds kleiner gemaakt worden. Dan kunnen er namelijk meer gemaakt worden uit een wafer Silicium, en dat spul is heel duur.
Verder zijn kleinere chips (ICs) over het algemeen sneller, en verbruiken ze minder energie. Je batterij kan dus ook kleiner.
De ontwerpkosten vallen weg na massaproductie.

[SuperDre]

Kleinere chip is vaak ook zuiniger, en precise wat je zelf al wilt, hoe kleiner de procede, dan kan de chip zelf nog steeds een even groot oppervlak aanhouden, maar wel met heel veel meer schakelingen.

[Verwijderd]

Het is geen stomme vraag maar wel een rare vraag. Verkleining is waar we alle digitalisering aan te danken hebben.

[ataryan]

Intel eind 2019: 10 nm++ ? WHUT ?

[Dennism]

De meeste chipbakkers maken handig gebruik van Marketing bij het opgeven van dit soort waardes voor de nodes terwijl Intel vrij conservatief is.

Zie bijv. de volgende afbeelding, Intels eerste 10nm interatie is eigenlijk meer 9.5nm, terwijl wat Samsung, Globalfoundries de eerste generatie 7nm noemen, eigenlijk 9.2nm (En dus redelijk overeenkomt met wat Intel 10nm noemt) is en deze pas in de 2de generatie echt op 7nm (7.1nm) komen. Intel lijkt vooralsnog 7nm over te gaan slaan en direct na de verschillende 10nm iteraties voor 5.9nm te gaan.

https://ic.tweakimg.net/ext/i/imagenormal/2001439371.png

[Reactie gewijzigd door Dennism op 3 augustus 2024 04:59]

[kidde]

De link lijkt op een verouderde ripoff: Toen had Scotten Jones de track hoogte nog niet meegerekend. De nieuwste staat op Semiwiki:

https://www.semiwiki.com/...-standard-node-trend.html

[Verwijderd]

Die zijn niet direct vergelijkbaar. Het wordt namelijk vanaf verschillende punten gemeten, en daarom kan het zomaar zijn dat Intel in de praktijk al op 7nm zit.

[Van der Berg]

Dus Galaxy S9 zal dit waaarschijnlijk nog niet hebben 7nm? Goed om te lezen dat Samsung op schema is.

[VictordeHolland]

Note 4: Exynos 5433 was op 20nm (planar)
S6: Exynos 7420 was op 14LPE (FinFet)
S7: Exynos 8890 was op 14LPP (FinFet)
S8: Exynos 8895 is op 10LPE (FinFet)

Logisch extrapolatie dan zou de S9 Exynos op 10LPP zijn