TSMC verwacht eind 2019 massaproductie van 5nm-chips te starten

TSMC verwacht eind 2019, begin 2020 de massaproductie van 5nm-chips te kunnen starten. Het bedrijf investeert omgerekend meer dan 21 miljard euro in de 5nm-productie. Het bedrijf is bezig de 7nm-productie op te voeren.

TSMC gaf tijdens een bijeenkomst in Taiwan, waar DigiTimes over bericht, een update over zijn toekomstplannen wat chipproductie betreft. Het bedrijf start in de eerste helft van 2019 de productie van de eerste 5nm-chips, de zogenoemde risk production. Eind 2019 of begin 2020 moet vervolgens de massaproductie volgen. Om die productie mogelijk te maken investeert het bedrijf omgerekend 21,5 miljard euro in Fab 18, zijn nieuwe productiefaciliteit bij het Taiwan Science Park. TSMC wil diezelfde faciliteit inzetten voor de 3nm-productie.

Tijdens de bijeenkomst probeerde TSMC zorgen over de 7nm-productie weg te nemen. De fabrikant breidt de capaciteit uit naar twaalf miljoen wafers en heeft opdrachten voor vijftig chipontwerpen van onder andere AMD, Nvidia, Qualcomm en Bitmain, dat asics voor het minen van cryptovaluta ontwerpt. De risk production van de tweede generatie 7nm-chips, waarbij TSMC de euv-chipmachines van ASML gaat inzetten, start in het derde kwartaal van dit jaar. Eerder liet TSMC al weten dat die productie, door het bedrijf CLN7FF+ genoemd, in 2019 van start gaat.

Reacties (30)

[Squee]

TSMC blijft flinke en gedegen stappen maken, niet verwonderlijk, als je ziet wat voor enorm volume aan chips ze produceren voor allerlei verschillende klanten. In aantallen wafers zullen ze Intel allang voorbij zijn nu lijkt me.

Ik vraag me af wanneer Intel nu met hun 7nm zal komen, wat vergelijkbaar zou moeten zijn met TSMC's 5nm waar het hier over gaat. Connecties binnen Intel vertelden me laatst het gerucht dat 7nm wel gewoon op schema ligt, maar dat ze een grote fout hadden gemaakt met hun aanpak voor 10nm. Ze hadden hun nieuwe 10nm proces veels te agressief afgesteld waardoor er veels te veel defecten in zaten. Ze hebben wel geprobeerd meer en meer van deze dingen te corrigeren, maar er was geen beginnen aan. Vandaar dat je ook alleen maar die simpele 2-core designs zonder GPU op 10nm ziet, dat is echt alleen een warmhoudertje. Het opnieuw ontwikkelen van het 10nm proces op een minder agressieve stand heeft weinig zin meer voor ze want dat kost enorm veel tijd. Ze kunnen dat nu beter meteen op 7nm doen en daar zijn ze van begin af aan (gelukkig) minder agressief geweest dus waarschijnlijk gaat dit wel werken. Je zag ook iets dergelijks bij 14nm, waar ze het proces tot twee keer toe verfijnden en het beter/zuiniger wisten te maken met een aantal iteraties en met een minder agressief punt gestart waren. Het ziet er nu naar uit dat Intel praktisch gezien 10nm gaat overslaan en over een jaar, of twee, op 7nm zal zitten.

[edit]: Voor de diehards nog een verduidelijking: Ze zijn te agressief geweest in het ontwikkelen van hun Standard cell library voor 10nm waardoor ze met een te hoog percentage defecten te kampen hebben.

[Reactie gewijzigd door Squee op 24 juli 2024 21:27]

[kiang]

Ik vraag me af wanneer Intel nu met hun 7nm zal komen

7nm? Is Intel niet nog maar net begonnen de eerste 10nm chips te verkopen? Je noemt het zelf al, maar ik betwijfel of eht een goed plan is maar alles op te geven en 10 nm nu over te slaan en nu nog jaren op 14 nm te blijven zitten

[Reactie gewijzigd door kiang op 24 juli 2024 21:27]

[Squee]

7nm? Is Intel niet nog maar net begonnen de eerste 10nm chips te verkopen? Je noemt het zelf al, maar ik betwijfel of eht een goed plan is maar alles op te geven en 10 nm nu over te slaan en nu nog jaren op 14 nm te blijven zitten

Nou ja, als 10nm goed werkend krijgen net zo lang duurt om 7nm goed werkend te krijgen, dan heeft 10nm geen nut meer. Blijkbaar hebben ze met moeite dat ene 10nm model nu weten te produceren. Dus ja, Intel zal voorlopig nog een tijdje vast zitten op 14nm, ze hebben weinig andere keus.

[kiang]

Blijkbaar hebben ze met moeite dat ene 10nm model nu weten te produceren.

Ja, maar je aanname dat moeilijkheden met productie = ze staan zo goed als nergens, vind ik een vrij grote sprong.

Ik heb geen idee hoe veel extra tijd, moeite, en geld het kost om 10nm alsnog productiewaardig te maken, maar ik denk dat meteen naar 7 nm alsnog een stuk meer tijd en moeite kost. Als Intel 1-2 jaar toch een volwassen 10nm lijn heeft met wat extra moeite, is dat alsnog een waardige maneir om eht gat te vullen tot 7nm klaar is.

[kidde]

Ik heb geen idee hoe veel extra tijd, moeite, en geld het kost om 10nm alsnog productiewaardig te maken, maar ik denk dat meteen naar 7 nm alsnog een stuk meer tijd en moeite kost.

Nee, 7nm is makkelijker. Vergelijkingen gaan altijd mank, maar toch probeer ik het. De reden is als volgt:

Stel, u krijgt een lapje droog strand van 50 bij 50 meter en een 'afgeknipte' tuinslag, en u gaat met water een plattegrond van Nederland maken, inclusief snelwegen. Dat lukt best aardig, zelfs de afsluitdijk wordt 'vrij recht' van een afstandje.

Nu gaat u miniaturiseren; kleiner en kleiner. Op 1 bij 1 meter gaat die afgeknipte tuinslang al niet meer werken, dus u wil een plantenspuitje, maar die heeft u niet. Dus pakt u een afgeknipt tuinslangetje met zo klein mogelijke diameter. Welnu, 10nm van Intel is een beetje zoals het maken van een 'nette' plattegrond van Nederland met een afgeknipte tuinslang. Supermoeilijk. Die afsluitdijk wordt echt een bende, laat staan recht. De wegen lopen vrij makkelijk over in de wegen ernaast. Daar zijn trucjes voor nodig (1).

Echter, voor '7nm' heeft Intel EUV, dat is hetzelfde als een plantenspuitje hebben. Het maken van een rechte afsluitdijk van 1 bij 1 meter wordt veel gemakkelijker! Wat is nu het 'nieuwe probleempje': De grootte van de zandkorrels wordt belangrijk. Afhankelijk van het patroon van de zandkorrels, wordt de lijn niet helemaal recht, en dit is een statistisch proces ('kans'), bekend als "lijn-rand-ruwheid --> LER".

Alle gebruikers van EUV moeten die statistische processen en de LER onder de knie hebben, en dan kunnen ze met hun kleine plantenspuitje aan de slag. Dat is veel makkelijker dan met die afgeknipte tuinslang!

(1) Een van de trucjes voor 10nm is een vrij ingewikkelde:

Stel, ik wil een patroontje in een stukje zand spuiten. Ik kan een houten vormpje in het zand leggen, dan met de hogedruikspuit eroverheen (bij chips is de hogedrukspuit de 'lichtsttraal'), houten vormpje weghalen (chemisch oplossen) en klaar. Maar stel, ik ben met 22nm al zo klein gegaan, dat mijn houten vormpje niet meer preciezer kan, met mijn houten vormpje kan ik misschien wandjes maken van 2cm, dus wat ik minimaal kan afbeelden met mijn hogedrukspuit is 2cm. wat kan ik doen om nog kleiner te gaan?

Stel, ik heb 'spuitplastic'. Ik leg mijn houten vormpje op het zand, en tegen de zijwanden van het houten vormpje spuit ik mijn spuitplastic; een laagje van 5mm. Daarna los ik chemisch het hout op, maar niet het 'spuitplastic'. Nu kan ik met mijn drukspuit al details van 5mm maken! Dit proces, waarbij ik zijwanden gebruik om kleinere details te maken, is bekend als 'Self Aligned Double Patterninng'; wordt oa gebruikt bij Intel 14nm. Dit is veel moeilijker te ontwerpen: Eerst maak ik mijn ontwerpje, en dan moet ik berekenen hoe ik tussen mijn plastic zijwandjes een houten wandje kan ontwerpen. Ik heb ook twee chemicalien nodig, 1 om hout op te lossen maar geen plastic en zand, en een om plastic op te lossen maar geen zand.

Nu voer ik het door tot het uiterste, tot 10nm. Ik heb nu spuitglasvezel. Houten vormpje, spuitplastic aan de zijkanten ertegenaan, hout oplossen net als bij SADP. Maar nu heb ik ook nog 'spuitglasvezel', en met mijn 'spuitglasvezel' ga ik aan de zijkanten van het plastic een laagje glasvezel van 2mm dik ertegenaan spuiten. Daarna los ik het plastic op maar het glas niet, ik gebruik mijn hogedrukspuit en daarna los ik het glas op, maar hopelijk niet het zand. Dit (SAQP --> U raadt het al, Self Aligned Quadruple Patterning) is echt megacomplex: Niet alleen heb ik verschillende oplosmiddelen nodig, en moet ik de hele tijd alles netjes schoon zien te krijgen. Nee, ik moet ook een vormpje zo bedenken, dat ik die glasvezelwandjes kan maken, daar tussen moeten de spuitplastic wandjes kunnen worden ontworpen, en daar weer tussen moeten die houten vormpjes passen. Om dat te kunnen doen, heb ik ingewikkelde ontwerp-regels nodig, van hoe ik mijn zandvormpjes zo moet ontwerpen dat ik dat later kan maken met dat glasvezel, spuitplastic en hout-proces.

Echter, heb ik nu in een keer een veel 'fijner' waterspuitje, wat EUV dus is, dan kan ik terug van het mega-complexe SAQP naar SADP. Minder processtappen, veel minder moeilijke ontwerpregels, dus veel makkelijker om te maken.

Wat is nu de ellende: Voor 10nm had Intel gepland om EUV te gebruiken, alleen, helaas, EUV was nog niet klaar. Dat was hun grote probleem. Dus ze hadden samen aan tafel gezeten, overlegd: Hoe klein kunnen we gaan met EUV? Antwoord was: 10nm kan 2,7x 'zo klein' zijn als 14nm. Maar toen was er dus geen (economisch rendabele) EUV.

[Squee]

Ja, maar je aanname dat moeilijkheden met productie = ze staan zo goed als nergens, vind ik een vrij grote sprong.

Ik heb geen idee hoe veel extra tijd, moeite, en geld het kost om 10nm alsnog productiewaardig te maken, maar ik denk dat meteen naar 7 nm alsnog een stuk meer tijd en moeite kost. Als Intel 1-2 jaar toch een volwassen 10nm lijn heeft met wat extra moeite, is dat alsnog een waardige maneir om eht gat te vullen tot 7nm klaar is.

Het was geen aanname, maar gebaseerd op wat ik gehoord heb van connecties van me die bij Intel werken, zoals ik in mijn eerste post aangaf. Als die zeggen dat ze waarschijnlijk 10nm zo goed als gaan overslaan, omdat zoals we allemaal publiekelijk hebben kunnen zien dat er duidelijk ernstige productie problemen zijn (slechts een enkel klein model beschikbaar wat slechter performed dan de 14nm variant!), dan verwacht ik inderdaad dat ze zich nu volledig op 7nm gaan richten.

[Vayra]

Vooralsnog eerst nog maar eens zien dat 7nm op grote schaal gaat lukken want het enige proces dat nu wordt toegepast is nog DUV en niet EUV. De kosten van 7nm zijn nu dus nog betrekkelijk hoog (te hoog).

[Qlusivenl]

Dat is een flinke investering!

Ik had niet verwacht dat we in zo'n korte tijd naar 5nm zouden gaan, maar ongeacht mijn verwachtingen is het natuurlijk een super ontwikkeling. Kleinere transistors = zuinigere chips. Ik ben benieuwd hoever ze kunnen gaan, aangezien ze de faciliteiten ook voor 3nm willen gaan gebruiken. 10 jaar geleden hadden we natuurlijk nooit kunnen bedenken dat 5nm al zo snel er zou zijn, laat staan dat het er uberhaubt zou zijn. Ik heb dit zelfde gevoel met kleiner dan 1nm. Ergens moet het toch ophouden?

[ikweethetbeter]

Ja, want op een bepaald moment zijn de structuren niet veel groter dan een paar atomen, en dan houdt het met de huidige techniek op.

[tweaknico]

Atomen hebben een diameter van ~100pm (pico meter) dus ~10 atomen per nm.... Voor geleiding moeten electronen wel over kunnen springen en gekanaliseerd kunnen worden....

Kleiner dan 100pm zal dus zeker niet lukken op de huidige manier. Naast de ruimte die nodig is als isolatie er omheen.
Artikel over 5nm: https://en.wikipedia.org/wiki/5_nanometer

Daar staat ook een referentie in naar de 1 P (fosfor) Atoom transistor die inklokt op 360pm.

[Reactie gewijzigd door tweaknico op 24 juli 2024 21:27]

[marcovtjetje]

De diameter hangt toch ook af van het bindings type?

[tweaknico]

In 2012, a single-atom transistor was fabricated using a phosphorus atom bound to a silicon surface (between two significantly larger electrodes).[43] This transistor could be said to be a 360 picometer transistor, twice the van der Waals radius of a phosphorus atom; though its covalent radius bound to silicon is likely smaller.[44] Making transistors smaller than this will require either using elements with smaller atomic radii, or using subatomic particles—like electrons or protons—as functional transistors.

http://www.abc.net.au/sci...es/2012/02/20/3434739.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/Single-atom_transistor
https://www.nature.com/articles/nnano.2012.21

[Vlizzjeffrey]

Het is ook niet echt 5nm, het is een marketingsterm geworden.

[Qlusivenl]

Is dat zo? Heb je daar een bron van? Als het niet echt 5nm is... wat is het dan wel? Ik ben niet bekend met de informatie dat dit niet echt zo is. Mocht je gelijk hebben, heb ik weer wat geleerd.

[tweaknico]

Zie dit artikel:
https://en.wikipedia.org/wiki/7_nanometer#7_nm_process_nodes

Daar staat ook dat TSMC 7nm ongeveer hetzelfde is als Intel 10nm...

Overigens slaat de naam van het proces op de gate lengte
Zoals goed te zien in dit artikel:

https://newscenter.lbl.go...est-transistor-1-nm-gate/

Een transistor is altijd groter dan alleen de gate. De chip dichtheid (aantal transistoren) heeft meer een relatie met de totale omvang van alle componenten van een transistor dan alleen de gate.

(aanvulling 1nm).

[Reactie gewijzigd door tweaknico op 24 juli 2024 21:27]

[Qlusivenl]

Weer wat geleerd. Bedankt!

[deneys]

Denk dat het iets is in de aard van: 1 onderdeel is 5nm dus benoemen we het ganse proces als 5nm.

[xorpd]

Om dat tegen te gaan zouden we beter naar de oppervlakte kunnen kijken.

[amigob2]

Moore voorspelde dat al in 1965 :-)
https://en.wikipedia.org/wiki/Moore%27s_law

[Qlusivenl]

Uiteraard ben ik bekend met de wet van Moore. Tot op heden is die redelijk accuraat gebleken, maar op een gegeven moment is het gewoon klaar. Schijnbaar verwachten ze dat dat rond 2025 zo is... mn hyperlink werkt niet for some reason... Staat in jouw bron in ieder geval

[lighting_]

maar de schermen verbruiken nog steeds het meeste energie.

[Qlusivenl]

Ook daar maken we stappen in, met OLED bijvoorbeeld. Scheelt een boel energie en licht als je een zwart thema gebruikt.

[Henk Poley]

In de praktijk valt dat best wel mee (tegen) die besparing.

[batjes]

Nog steeds?

Als ik mijn display enkel wit laat weergeven, houdt het het vele uren vol voor het leeg is. Zet ik de CPU hard aan het werk en mag die binnen een uur aan het infuus.

Dit was met mijn vorige toestel ook het geval.

[FX16]

Is Intel binnenkort ook klant van TSMC ?
Dat klinkt een beetje gekscherend maar als Intel nou echt zijn schaalverkleining niet op orde krijgt is dat toch helemaal geen rare gedachte ?
Op het moment dat AMD door de schaalverkleining en hun Infinity Fabric echt een voorsprong krijgt zullen ze toch wel moeten ?

[batjes]

Zal niet de eerste keer zijn als Intel werk uitbesteed naar TSMC.

[Guus Leeuwis]

WOW zeg. Goed om over zulke vooruitgang te lezen. En ook nog eens binnen nu en anderhalf jaar.

21,5 miljard euro, wat een gigantisch bedrag: iemand een idee hoe ze zo'n bedrag bij elkaar krijgen? Griekenland had er een Europese Trojka voor nodig.

[watercoolertje]

21,5 miljard euro, wat een gigantisch bedrag: iemand een idee hoe ze zo'n bedrag bij elkaar krijgen?

Door genoeg omzet/winst te maken?

Elke Fab kost meerdere miljarden:
https://en.wikipedia.org/...ductor_fabrication_plants

[Gamende]

Indrukwekkend dat ze 5nm al zo snel kunnen pushen, uiteraard gaan deze kleinere transistors weer minder verbruik opleveren en meer transistors op 1 chip. mooie vooruitgang dus van TSMC.
Vraag me alleen wel af wanneer dit een keer stopt, je zou namelijk naast limieten van huidige technieken toch ook een keer op natuurlijke wetten moeten stuiten?

[ChAiNsAwII]

Daar hebben ze al mee te maken, quantum physics problemen zitten om de hoek.