Geheugenfabrikanten maken zich op voor overstap naar 16nm-chips

Fabrikanten van nand-chips, het solid state-geheugen dat in onder meer ssd's, tablets en smartphones gebruikt wordt, zouden in 2013 gaan overstappen naar een nieuw, kleiner productieprocedé. Problemen bij de productie kunnen de prijs beïnvloeden.

De transitie van flashchips met 20 tot 30 nanometer grote transistors naar de 19/20nm-node verliep vrij soepel: diverse fabrikanten maken inmiddels nand-chips op 19nm, zoals IMFT en Toshiba. Om aan de steeds toenemende vraag naar opslag te kunnen voldoen en hogere dichtheden te bereiken, werd de volgende stap, naar 16nm, ontwikkeld. De overstap op dit kleinere geheugen zou, aldus website Digitimes, in de loop van 2013 moeten plaatsvinden.

De overstap zou naar verwachting echter minder soepel verlopen dan de stap naar 19 en 20 nanometer. De zogeheten yields, het percentage correct functionerende chips per wafer, zou in eerste instantie lager zijn dan bij de grotere chips. Dat zou weer leiden tot een lager aanbod van de chips, waardoor de nu nog alsmaar dalende prijzen voor nand-flash zouden stabiliseren, zo is de verwachting.

Reacties (34)

[Malantur]

Leuk feit over 16nm: dit wordt de laatste node waarop we nog MLC geheugen gaan kunnen maken volgens het ITRS. De limiet zit hem in het aantal electronen die de binaire 1 of 0 bepalen. We hebben er namelijk ongeveer 15 nodig.

Op 16nm niveau zijn dit slechts 18 (!) electronen (statistische afwijking van 30%) in geval van MLC, of 50 met SLC.
Als we naar 11nm zouden gaan, dan zou dit terug vallen tot slechts 10 electronen voor MLC en 25 voor SLC.
TLC zal dus ook op 22nm blijven hangen, aangezien die daar al op 15 electronen zitten.
QLC is theoretisch mogelijk op 32nm, ook met 15 electronen en OLC (8 bits per cel) is gewoon niet haalbaar (2 electronen op 45nm).

Dus de volgende node van ongeveer 11nm zal enkel SLC zijn, aangezien we dan nog 25 electronen hebben. 8nm wordt al nipt met 13 electronen.
De toekomst zal dus ook zijn om meer die's in een package te steken door 3D stapelen, in plaats zo klein mogelijke 2D structuren te maken.

[Reactie gewijzigd door Malantur op 23 juli 2024 20:38]

[watercoolertje]

Leuk feit over 16nm: dit wordt de laatste node waarop we nog MLC geheugen gaan kunnen maken volgens het ITRS. De limiet zit hem in het aantal electronen die de binaire 1 of 0 bepalen. We hebben er namelijk ongeveer 15 nodig.

Ondanks dat dat nu misschien een 'feit' is wordt dat waarschijnlijk net zoals zoveel 'feiten' weerlegt in de toekomst...

Ik zie een feit dan ook al lang niet meer als de enige 'waarheid', meer als de beste theorie die er op dit moment is...

[H!GHGuY]

Ondanks dat dat nu misschien een 'feit' is wordt dat waarschijnlijk net zoals zoveel 'feiten' weerlegt in de toekomst...

Veel plezier met het verleggen van de grenzen van de fysica.

Deze limieten zijn nu eenmaal fysisch vastgelegd. Het is trouwens al langer bekend dat deze grenzen er zitten aan te komen. Men wist al lang wat de levensduur van NAND als technologie was.

Trouwens moeten we niet vrezen, er zitten al andere technologieën aan te komen.
Google maar eens op "POST-CMOS memories".

[Malantur]

Ik kwam net nog een mooie vergelijking tegen van de verschillende technieken:
http://tweakers.net/ext/f/1tYFZz4Gbce9KOKWf0CGvTu1/full.png
Er staan er best wel een aantal tussen met enorm kleine read en write tijden, in combinatie met grote write endurance (P/E cycles), dus perfect om scratchdisks van te maken.

[qlum]

lijkt me niet aangezien hij het niet heeft over geheugen in het algemeen maar specifiek het type geheugen wat nu gebruikt word en daar voor is er inderdaad een limiet hoe klein het met deze grondstoffen kan worden.

[burgt]

moet dat niet molecullen zijn ipv electronen?

[Waah]

wel een nadeel: de drive zal ook veel minder writes kunnen maken, en dus eerder "stuk" gaan. waardoor je de SSD eerder zou moeten vervangen. voor de fabrikanten natuurlijk een "voordeel" want dan kunnen ze vaker drives verkopen, en de technologie de schuld geven.

"The latest drop from a 25-nanometer to a 20-nanometer process—with the number referring to half of the typical distance between the individual cells—has also decreased the number of program/erase cycles the cells can endure, because they are physically smaller and can absorb less residual charge before they become too unresponsive to be useful. "

http://arstechnica.com/in...tate-disks-really-work/4/

[computerjunky]

welkom in de wegwerp economie.
over 10 jaar mogen we elke maand nieuwe hardware kopen of voor alles een lease contract afsluiten omdat alles zo vaak kapot gaat dat je maandelijks een neiuw apparaat nodig heb.
10 a 15 jaar geleden kocht je nog producten die gewoon 10 jaar meegingen tegenwoordig zijn er alleen nog maar wegwerp apparaten te koop.

niets gaat meer langer dan 2 jaar mee zonder klachten of problemen.
moebieltjes moeten vaker dan 1x per dag opgeladen worden en de accu kan maar 1000 charges hebben dus binnen 2 jaar is je accu minder en ze zitten tegenwoordig ingebouwd...

tv lampen of led panelen worden binnen 2 jaar gelig of minder fel.
harde schijven lijken oook na 1 jaar draaien de geest te geven.
jammer dat fabrikanten alleen nog maar voor winst winst winst gaan er het ze niet kan schelen dat hun product vaak niet stevig aanvoeld of is en dat het in notime kapot is door goedkope onderdelen te gebruiken en ze niet te testen.

vooral capacitators zouden bij wet van mij verplicht getest moeten worden.
noicy capacitators zijn echt niet acceptabel.
ik heb ze in tv's gezien.
en ze zaten in al mijn moederborden van de afgelopen 7 jaar.
wat toch high end moederborden waren.

maarja we zijn maar simpele consumente met een oneindeige supply van geld volgens de fabrikanten.

[Verwijderd]

De schuld geven, ja dat doen fabrikanten ook met monitoren en hun dode pixel policies.

[WhatsappHack]

Dus is dit nu goed nieuws voor de consumenten of gewoon geniaal uit business aspect gezien omdat de aanschafkosten dan hoog kunnen blijven voor de consument == meer winst?

[Reactie gewijzigd door WhatsappHack op 23 juli 2024 20:38]

[Rob Coops]

Voor de consument is dit goed nieuws initieel zijn yields vaak niet heel erg goed pas als men het proces een beetje onder de knie krijgt en de kinderziekte er uit heeft gehaald gaan die weer echt omhoog. Voor de consument is een tijdelijke prijs stabilisatie dus geen ramp omdat de prijzen waarschijnlijk daarna weer zullen gaan dalen als gevolg van de betere yields en dus de hogere opbrengst per grondstof eenheid.

Aan de andere kant voor de fabrikanten houd het in dat de winsten in ieder geval een tijdje iets hoger zijn omdat zelfs als de eerste paar batches van de band rollen met een hogere yield men nog niet de prijzen zal verlagen pas als de concurrenten ook dat punt bereikt hebben en dus om die reden hun prijzen gaan verlagen zullen zij dat ook doen. Met andere worden de winst per grondstof eenheid zal in ieder geval tijdelijk iets stijgen.

Al met al klinkt het als goed nieuws voor ieder een...
Niet helemaal waar de stap van 3?nm naar 2?nm was in sommige gevallen niet positief wat prestaties van de chip betreft (de precieze reden ontgaat me even). Als dat bij 2?nm -> 16nm ook zo zal zijn dan ik de kans groot dat men initieel wat moeite zal hebben de 16nm chips te slijten tot de angst uit de markt is en de aanloop problemen ook hier verholpen zijn. Veel al zijn dat soort dingen ook gewoon een kwestie van de eerste paar maanden voor dat soort dingen opgelost zijn of in ieder geval zo zelden problematisch blijken dat men dit "risico" voor lief neemt en dus voor de nieuwere chips kiest.

Al met al, het zal eens tijd worden!!

[Edddd]

Aan de andere kant voor de fabrikanten houd het in dat de winsten in ieder geval een tijdje iets hoger zijn omdat zelfs als de eerste paar batches van de band rollen met een hogere yield men nog niet de prijzen zal verlagen pas als de concurrenten ook dat punt bereikt hebben en dus om die reden hun prijzen gaan verlagen zullen zij dat ook doen. Met andere worden de winst per grondstof eenheid zal in ieder geval tijdelijk iets stijgen.

Je spreekt jezelf hier tegen. "Voor de fabrikanten houd het in de winsten in ieder geval een tijdje iets hoger zijn...". Dat geld mogelijkerwijs indien de yield daadwerkelijk (als meevaller) hoger blijkt en wanneer dat bij de concurrentie niet het geval is. Je zegt echter dat het geldt voor "de fabrikanten" en "in ieder geval". Gevalletje van jezelf tegenspreken. De rest van je verhaal klinkt zeker plausibel.

[BAMMER]

Waarom tegenspreken? Volgens mij klopt zijn verhaal wel.

Er zit in den beginne meer uitval in dan het huidige procede, maar door de stap naar 16nm houden ze er nog wel (gelijk al) meer over dan nu. Dus dat geeft de winst voor de fabrikant om o.a. zijn afvallers in beginsel te compenseren.

Dan is het toch weer helemaal plausibel?

[Edddd]

Nee. Wat jij zegt is niet wat Rob Coops zegt.

Hij zegt dat er in het begin bij batches met een hogere yield dan verwacht er extra winst is, ten opzichte van de concurrenten. Maar hij zegt ook dat dit bij alle fabrikanten het geval is....

Hoe kunnen alle fabrikanten beter scoren dan de concurrentie? Niet. Want als je gemiddeld een 10 scoort, dan is het onmogelijk dat ieder hoger scoort dan deze 10. Want dan was het gemiddelde immers hoger geweest.

Eenvoudiger kan ik het niet uitleggen. Probeer het nog maar eens goed te lezen (heb ik ook gedaan). Iets anders haal ik er niet uit, dat staat er immers.

[lauwsa]

"de precieze reden ontgaat me even"

Hitte problemen aangezien alles dichter op elkaar zit? Niet echt relevant denk ik, maar dat zou mogelijk de oorzaak geweest zijn.

[computerjunky]

ssd prijzen dalen al meer als een jaar niet dus er is al een stabiele prijs sterker nog de 60 gb ssd's zijn 15 euro in prijs gestegen de afgeopen maanden.
reken er dan ook maar op dat ze duurder gaan worden door dit bericht.
er word gewoon meer winst gepakt en met het vingertje naar nieuws als dit gewezen.
kijk maar naar harde schijven in andere landen zijn ze al weer bijna op het nivo van voor de zogenaamde ramp maar hier blijven ze duur en stabiel van prijs.

dit is gewoon slecht nieuws en maakt onze producten nog duurder.
wat er weer voor zorgd dat consumenten de hand op de knip houden.
wat er op zijn plaats weer voor zorgd dat winkels minder verkopen en prijzen van andere producten moeten verhogen omzichzelf in leven te houden of ze gaan falliet wat ook weer slecht is voor de economie.

deze hele westerse hebberigheid is de oorzaak van de crisis en totdat ze dat eens gaan snappen blijven we in deze shit zitten.
producten moeten goedkoper worden wisten moeten naar beneden dat bevorderd het aantal verkocht producten wat effect heeft op de rest van de hele economie (meer banen nodig meer transport nodig meer fabrieken en ga zo maar door).

meen de intel i7 chips die op 22nm gemaakt zijn in theorie un de yields hetzelfde zijn als ze op 32 en 45 nm zijn zouden ze voor de consument goedkoper moeten zijn maar ze zijn nog altijd DUURDER dan de oudere 2600k chips ondanks dat die duurder zijn om te maken.
en dat komt puur door de westerse hebberigheid.
kleine yields betekenen al jaren duurdere producten.
kijk maar naar videokaarten ook die worden steeds duurder en duurderipc goedkoper.

dit is gewoon slecht nieuws en hadden ze beter voor zich kunnen houden.

[Reactie gewijzigd door computerjunky op 23 juli 2024 20:38]

[Verwijderd]

de prijs van opslag is toch al wel een flink tijdje al redelijk stabiel.

[Edddd]

Het is niet geniaal, ten behoeve van meer winst. De extra opbrengsten dekken de verliezen door de lage yield.

Daarnaast zie ik producenten niet massaal overgaan hierop, ten koste van de 'oude' productietechniek, wanneer ze weten dat er daardoor schaarste ontstaat. Die kunnen ze nu ook creëren door minder te produceren. Ofwel, met de nieuwe techniek, meer produceren. Zodat er voldoende yield overblijft om te kunnen leveren aan kooplustige klanten.

[Pixxel]

Wel een vreemd concept in dit geval, vraag en aanbod...

Producenten lijken nu te willen dat chips falen zodat ze niet optimaal aan de vraag kunnen voldoen en dus de prijs omhoog gaat... Voelt tegen-intuiitief niet?

Is het voor apparaatfabrikanten niet verstandiger om de beter te fabriceren chips te blijven gebruiken tot de yields van de nieuwe technologie goed genoeg zijn? Ik kan me niet voorstellen dat de relatief kleine verkleining van het procedé een grote verbetering heeft qua snelheid of energieconsumptie. In elk geval niet zoveel als de overstap van 45nm naar 32nm was voor microprocessors.

[VictordeHolland]

20nm --> 16 nm is toch een verkleining van 20%, oftewel 20% meer chips uit een wafer. Er mogen er dus best wat falen om competitief te zijn met het oude procedé. Bovendien is stilstand achteruitgang in de chipindustrie.

[watercoolertje]

Volgens mij is het verschil wel groter hoor, want die xx nm is zowel de hoogte als de breedte van de individuele transistors. Er passen er dus 20% meer in de hoogte maar ook in de breedte, dus als er uit de oude situatie 100 chips uit 1 wafer gehaald konden worden zijn dat er nu: 100*1.20*1.20 = 144 = dus 44% meer als er van 20 naar 16nm gegaan wordt << berekening lijkt niet te kloppen als ik hier onder lees, de gedachte klopt wel

Dan houdt ik overigens geen rekening met de stukjes afval op de wafer waar mogelijk nog een paar extra chips op kunnen komen omdat er minder ruimte per chip vereist is Je kan hier zien dat er nog wat afval ruimte op de wafers zit:
http://en.wikipedia.org/w...r_2_Zoll_bis_8_Zoll_2.jpg

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 23 juli 2024 20:38]

[bamboe]

Als je je weer eens gaat afvragen waarom ze rond zijn...

http://www.youtube.com/wa...e&list=PLD793ECD925206C9F

en

http://www.youtube.com/wa...e&list=PLD793ECD925206C9F

[borft]

het gaat om oppervlak dus van 19^2 naar 16^2, 100* (361-256) / 361 = 29%

[Blitzdoctor]

Je moet naar het oppervlak kijken, dus in jouw geval 400nm² --> 256nm²; (uitgaande van vierkante transistoren; geen idee hoe dat irl is) dus kun je op dezelfde wafer 1.5x zoveel transistoren kwijt
*edit* spuit 1203981309 *

[Reactie gewijzigd door Blitzdoctor op 23 juli 2024 20:38]

[procyon]

niet meer nodig, thanks watercoolertje

[Reactie gewijzigd door procyon op 23 juli 2024 20:38]

[procyon]

van 45nm naar 32nm was bij benadering een verkleining van 50% van de chips.
Van 19nm naar 16nm is een verkleining van 30% van de chips.

Dus inderdaad fysiek gezien is het niet echt dezelfde orde van grootte. Ik denk echter niet dat er een strikt lineair verband is tussen energieverbruik en productieproces(grootte).

[Donderr]

Is het ook niet zo dat hoe kleiner deze chips worden hoe minder lang ze meegaan (P/E cycles)? Ik dacht dat ik laatst zoiets las op Anandtech.

[Malantur]

In geval van IMFT (de samenwerking tussen Intel en Micron) blijven ze voor 20nm NAND nog steeds 3K tot 5K P/E cycles garanderen. Voor de gemiddelde consument is dit nog steeds voldoende. Maar we zullen inderdaad wel moeten afwachten wat 16nm ons brengt, ik kan er in ieder geval nog niet veel van vinden.

[JustMoes]

Als de chips 3/4 nm kleiner worden blijft de snelheiden de capaciteit per chip dan het zelfde?

[daen]

Over het algemeen geldt dat kleinere transistoren sneller en zuiniger zijn. Dit is onder andere omdat de capaciteit van de gate van de transistor (een soort niet gewenste condensator) kleiner wordt en daardoor sneller oplaadt, schakelen gaat dan sneller. Bij flash geheugen worden zogenaamde floating gate mosfets gebruikt, maar daar geldt waarschijnlijk hetzelfde.

Volgens mij zegt 16nm-procedé iets over de half-pitch, dat is de halve afstand tussen twee identieke elementen op de wafer, een halve transistor (een van de twee bij CMOS) dus. Er passen dus meer transistors op een chip van gelijke grootte als ervoor.

[procyon]

Je kan zeggen dat bij de overstap van 19 naar 16nm gelijkwaardige chips ongeveer 30% kleiner worden. Ruwweg kan je dan zeggen dat de yields bij gelijk aantal defecten 30% hoger zijn dan bij 19nm.

Mochten ze dezelfde yields gaan behalen als op 19nm dan zou je mogen verwachten dat de flashgeheugen component van SSD's ook op termijn ruwweg 25~30% goedkoper gaan worden.

[redtails]

Ik vraag me af of het echt zoveel cheaper is om miljarden te investeren in een kleinere procede, ipv gewoon een goedkopere procede op gelijkblijvende grootte ontwikkelen. Dit kun je behalen door grotere plakjes te printen (dus grotere wafers), of goedkopere wafer productieprocessen.

Dus ipv 8 chips van 256gbit, 16 chips van 256gbit in een SSD. Daarmee wordt je product meteen een stuk sneller, en je draagt niet bij aan het verminderen van het maximaal aantal beschrijvingen. Ik kan me voorstellen dat op 16nm en TLC, dat je zo'n schijf 200-500 keer kunt beschrijven voordat ie kapot is. Dat aantal zal alleen nog maar kleiner worden.

Maarja, vette poen verdient zichzelf niet

[colinthart]

Aha OK, de prijs blijft dan stabiel ipv altijd dalen.