TSMC start productie 16nm-Finfet-chips in tweede kwartaal 2015

TSMC start in het tweede kwartaal van 2015 met de productie van 16nm-chips, terwijl het bedrijf nog maar net de overstap naar 20nm aan het maken is. Het concern zou een kwartaal op zijn schema vooruit lopen. In 2016 wil het chipbedrijf starten met de 10nm-productie.

TSMC gaf een toelichting op de komende productienodes bij de presentatie van zijn kwartaalcijfers. Aan het einde van 2015 moeten de 16nm-chips tussen 7 tot 9 procent van de omzet uitmaken en in 2017 moet het voornaamste deel van de omzet uit 16nm-chips komen. Nog dit jaar wil TSMC 60 tapeouts van 16nm-chips realiseren, oftewel testchips produceren. In september maakte TSMC al een functionerende 20nm-finfet-soc. De huidige testchips kunnen tot 2,3GHz geklokt worden en zouden een idle-verbruik van 75mW kunnen bereiken, schrijft EETimes op basis van de TSMC-toelichting.

De overstap naar kleinere productieprocedé's maakt snellere en zuiniger processors zoals socs voor smartphones en tablets mogelijk. De recente prestatietoename van Apples A8- en A8X-socs zijn bijvoorbeeld voor een groot deel toe te schrijven aan de overstap naar 20nm-transistors. Die 20nm-productie maakte in het derde kwartaal 9 procent uit van TSMC's omzet, tegen 34 procent voor de gevestigde 28nm-productie. TSMC is in een strijd verwikkeld met Samsung, dat samen met Globalfoundries werkt aan 14nm-finfet-chips. Samsung start de productie van die chips eveneens in 2015. Finfet is kort gezegd een transistortype met een groter gate-oppervlak, vergelijkbaar met Intels trigate-transistors. Dat moet zorgen voor zuiniger transistors en maakt de overstap naar kleinere procedé's mogelijk.

Overigens zullen eerst de socs voor mobiele toepassingen de overstap naar kleinere productieprocedé's maken, andere chips zoals gpu's volgen pas later. Verder zal het nog wel even duren voordat TSMC gebruik gaat maken van de chipmachines van de nieuwe euv-generatie van ASML. Zelfs de 10nm-productie zal nog op basis van immersielitografie gebeuren, waarbij gebruikgemaakt wordt van kostenverhogende mulitpatterningprocessen.

Reacties (36)

[Dreamvoid]

Voordat de verwachtingen te hoog worden: dat TSMC de productie verwacht te beginnen in Q2-2015 betekent niet automatisch dat er in 2015 al 16nm chips te koop zullen zijn. Ter vergelijking, een jaar geleden meldde Tweakers dat de productie van de 20nm node in Q1-2014 zou starten, maar het eerste product ermee (de Apple A8 SoC in de iPhone 6) kwam pas in Oktober op de markt, en de grote aantallen 20nm producten (oa de Snapdragon 808/810 en de volgende generatie nVidia/AMD gpu's) komen pas volgend jaar.

Idem met Intel - ze liggen uiteraard voor op de rest, maar we worden al twee jaar lang lekker gemaakt met nieuws updates over hun 14nm proces, en het zal erom spannen of er überhaupt in 2014 nog een apparaat met 14nm Broadwell chip in de winkels zal liggen.

De derde in deze race is Samsung/Global Foundries, die ontwikkelen gezamenlijk een 14nm FinFET proces dat ongeveer gelijktijdig met de ontwikkeling van TSMC's 16nm node loopt.

[Reactie gewijzigd door Dreamvoid op 23 juli 2024 16:04]

[Verwijderd]

De derde in deze race is Samsung/Global Foundries, die ontwikkelen gezamenlijk een 14nm FinFET proces dat ongeveer gelijktijdig met de ontwikkeling van TSMC's 16nm node loopt.

Volgens mij is het waarschijnlijk dat Samsung/GF qua timing achterlopen bij TSMC, het proces van Samsung/GF is nogal een stap in technologie terwijl het eerste 16nm FinFET proces van TSMC een meer evolutionaire ontwikkeling is (zo schijnt 95% van de tools van 20nm hergebruikt te kunnen worden). Daarom zou het langer kunnen duren voordat het Samsung/GF 14nm proces serieus in produktie komt.

[Dreamvoid]

Voor wat het waard is, Samsung verwacht dat ze de chipproductie voor Apple volgend jaar weer terug kunnen winnen van TSMC, met hun 14nm proces. Dat impliceert dat ze redelijk op schema zitten.

[game91]

Is het mogelijk dat een cpu van 14nm sneller degradeert en performance verliest?
Snellere en zuiniger processors zijn wel leuk en aardig, maar als het na een jaar minder snel is dan blijf ik liever bij een oudere processor.

[Cheezus]

Waarom denk je dat dat zou kunnen? Huidige CPU's worden toch ook niet langzamer?
Als een transistor in een CPU stuk gaat doet ie het gewoon niet meer, er zit geen controller in die de prestatie van verschillende onderdelen controleert en secties op non-actief kan zetten terwijl een ander deel de taak kan overnemen.

Waarschijnlijk denk je aan Flash geheugen waarbij een kleiner proces wel van invloed op de levensduur, daar zit wel een controller in die de verschillende cells controleert en eventueel als onbruikbaar kan markeren zodat je naar verloop van tijd minder performance/schijfruimte hebt - of gewoon corrupte data als je pech hebt.

[game91]

Ja ik dacht aan Flash geheugen en dacht dat het wellicht ook invloed kon hebben op CPU's.
Maar aangezien Luxx een goede verklaring heeft gegeven waren mijn zorgen ongegrond:)

[Luxx]

In principe verliezen processoren geen performance... Kleinere processoren kunnen sneller en zuiniger schakelen, omdat er minder 'capaciteit' in de processor zit; zodat er dus minder electronen=stroom nodig is.
Het verbruik kan echter ook groeien als de lekstromen hoger worden. Er zijn allerlei truucs die dit tegen moeten gaan. 'Slijtage' in de geleidende delen van processoren kan echter wel voor komen. Dit heeft meestal tot het gevolg dat de processor 'doorbrand' en/of instabiel wordt.

In de huidige processen is het zo dat deze 'slijtage' in de economische levensduur van processoren absoluut geen issue is. Als je echter heftig gaat overklokken kán het wel een issue worden. Met kleinere processen zal deze 'technische levensduur' dus korter worden. Het is aan de fabrikanten om deze te bewaken, zodat ze niet stuk gaan. Langzamer worden zullen ze echter niet doen.

n.b. uitzondering kan theoretisch zijn dat ze vanwege slijtage iets warmer worden, dan dat dan de turbo/thermo throttle iets eerder inkickt... Ik denk echter practisch niet meetbaar / onmogelijk.

[Verwijderd]

Tegen de tijd dat hij degradeert/performance verliest of op het einde van zijn levensduur is zal de waarde ondertussen wel gedaald zijn tegen de 0 aan. Niet echt iets om je zorgen om te maken.

[thomas01962]

Edit: Oorspronkelijk bericht was niet als reactie op Praise_Gaben bedoelt.

[Reactie gewijzigd door thomas01962 op 23 juli 2024 16:04]

[Helixes]

Q2 2015, ik moet eerlijk toegeven dat dat eerder is dan ik verwachtte. Aan de andere kant waren er in september al berichten dat ze bij TSMC met een Chinese netwerkapparatuur al een 16nm FinFET gemaakt hadden.

Wat je wel moet beseffen is dat volume in de eerste fase vaak heel laag is. En dan is, zeker met zo'n nieuwe technologie is het risico op defecten vrij groot. Het zal dan ook nog een paar kwartalen duren voordat de grote jongens met de grote chips (lees: AMD en nVidia) hier echt mee aan de gang kunnen. 7 to 9 procent omzet op je duurste procede is gewoonweg niet zoveel.

Ik verwacht echt pas rond Q4 2015/Q1 2016 de eerste FinFET GPU's. Tot die tijd kunnen wel allicht een paar mooie high-end pareltjes van Qualcomm of Apple tegemoet zien.

[Dreamvoid]

De eerste 20nm GPU's komen pas begin 2015 ( http://www.techpowerup.co...s-from-amd-this-year.html ), het lijkt me bijzonder optimistisch dat ze dan al in Q4-2015 op 16nm FinFET zouden zitten. Ga maar uit van medio-2016.

[Reactie gewijzigd door Dreamvoid op 23 juli 2024 16:04]

[Helixes]

Je haalt een bron aan met stempeldatum 22 april jl. Ik ken de uitspraak van AMD dat ze dit jaar nog doorgaan op 28 nm. Het is echter niet geheel duidelijk of ze woord houden. De meningen zijn verdeeld; het gaat er om spannen. Er zijn namelijk nog steeds veel watchers die wel degelijk een AMD product laat in Q4 2014 verwachten. nVidia drukt AMD met Maxwell de markt uit. Ook is bekend dat AMD R9 290 (X) voorraad aan het afbouwen is. AMD doet het verder slecht (zie recente kwartaalcijfers). Daarom is het niet onwaarschijnlijk dat we een paper/limited launch in Q4 tegemoet kunnen zien, met volume vroeg in 2015.

20 Nm is echter een verhaal apart. Het is duidelijk dat zowel TSMC 20 nm als GloFo 2x nm - mochten ze er ooit mee komen - niet geschikt is voor GPU's. Dat is ook de reden dat nVidia nog maar eens met een geoptimaliseerd 28 nm product is gekomen, en die sneller in de markt kon zetten dan een 20nm GPU. Om een effectieve GPU te maken met een procede kleiner dan de 28 nm node is eigenlijk FinFET nodig, zo is duidelijk geworden. Maar alleen Intel heeft een 2x nm FinFET procede in huis. En zowel AMD als nVidia hebben geen toegang tot hun foundries.

16 nm is anders. 16 nm is FinFET. Daarom verwacht ik ook dat AMD en nVidia elkaar uit de tent zullen vechten om zo snel mogelijk op de markt te komen met zo'n chip. Ik verwact een prestatiestap die gelijk aan of groter is dan 40nm --> 28 nm, wellicht de laatste keer dat we kunnen genieten van zo'n performance stap op traditioneel Silicium. Daarom verwacht ik ook dat we nog in 2015 - zij het laat - een of meer GPU's zullen zien op dat procede.

[Dreamvoid]

Daarom is het niet onwaarschijnlijk dat we een paper/limited launch in Q4 tegemoet kunnen zien, met volume vroeg in 2015.

Tsja, een paper launch (of een paar review exemplaren met pre-productie silicon) kunnen ze morgen ook al doen, maar dat is alleen leuk voor de pers - voor de business gaat het om producten in de winkel. Zo zijn bv de 20nm Snapdragon 808/810 op papier al gepresenteerd, maar telefoons ermee liggen nog lang niet in de winkel.

Daarom verwacht ik ook dat we nog in 2015 - zij het laat - een of meer GPU's zullen zien op dat procédé.

Ik verwacht dat *als* er al 16nm silicon in 2015 op de markt komt, dat TSMC ivm de yields in eerste instantie voor dure kleine dies zal kiezen (oftewel Apple en Qualcomm SoC's) en dat de grote gpu dies later komen. Maar het zal interessant worden, zullen we over exact een jaar deze posts er bij halen?

[Reactie gewijzigd door Dreamvoid op 23 juli 2024 16:04]

[badboyqxy]

De limit is al tig keer gehaald en wordt daarna verlegd. Tot nu toe blijven het aantal transistors elke 2.5 jaar verdubbellen. Wat zou betekenen dat in theory in 2040 slimmere/complexere ots zijn dan mensen

[[Roland]]

je loopt toch een keer tegen een fysieke grens aan. kleiner dan de molecuul grote gaat denk ik niet lukken (geen idee eigenlijk), kan alleen zo snel niet vinden hoe groot de silicium molecuul is. (of de veronderstelde vervanger van silicium waarvan ik nu de naam kwijt ben)

[Maulwurfje]

Helium het kleinste atoom en heeft een radius van ~28 picometer. Silicum is groter en heeft een radius van 110 picometer. Ik dacht dat 22nm chips op 40/50 atomen zaten (het kleinste gedeelte van de transistor)

[Alxndr]

What happened to hydrogen? Volgens mij is waterstof het kleinste atoom, met een kern van één proton. Helium het een proton en neutron in de kern, maar is wel het kleinste element, omdat waterstof voorkomt als H2?

Ondertussen vraag ik me af hoe lang geleden ik scheikunde les heb gehad...

EDIT:
leuk linkje http://www.keyfunda.com/b...-concurrent-clouds-part-i

hierin wordt een afstand tussen twee silicium atomen van 0.25 nm genoemt (plaatje halverwege)

[Reactie gewijzigd door Alxndr op 23 juli 2024 16:04]

[Maulwurfje]

Ik spreek hier niet over de massa, maar over de radius van de elektronen wolk. Helium heeft een efficiëntere elektronen verdeling en dus zitten de elektronen dichter op de kern. Waterstof heeft wel een variabele radius van 31 +/- 5 picometer en is soms kleiner dan Helium.
Note: de afstand tussen de kern en de elektronen is gigantisch. Protonen en neutronen hebben een radius van grofweg ~1 femtometer (1*10^-15). Dus 1000x kleiner dan 1 picometer. Tussen de kern en de banen van de elektronen zit niets!

edit: Francium is het grootste element (260 pm), maar weegt dus wel 223 units in plaats van 2 units. Laat dus maar zien dat gewicht niet zoveel zegt over de radius van de elektronenwolk.

[Reactie gewijzigd door Maulwurfje op 23 juli 2024 16:04]

[Lightmanone1984]

Waarom met moleculen werken? Waarom niet fotonen, aka: licht. ten eerste schakelt dat vele malen sneller als enige chemische reactie of electricische lading. Letterlijk de snelheid van het licht.

Tuurlijk, de uiteindelijke uitkomst moet weer worden omgezet in een electrische lading, maar de berekening zelf kan nog vele malen sneller worden voordat we weer tegen een andere grens oplopen.

Er wordt in verschillende technieken al met licht gewerkt, denk maar bijvoorbeeld aan optic cables. Maar dit kan zoveel beter benut worden in bijv opticial processor. En denk ook echt dat daar de toekomst ligt. (Opvolger daarom: Quantum computing.)

[twmichel]

Als het lukt om ze te intelligent te programmeren. Dat lijkt me nog lastig

[Reactie gewijzigd door twmichel op 23 juli 2024 16:04]

[Verwijderd]

Nee, het zou betekenen dat menselijke inteligentie mogelijk wordt op een computer omdat de hardware snel genoeg is. De software gaat het heikele punt worden denk ik.

[Yamotek]

Ach het mooie is dat je bij een computer kan kopiëren en plakken, tegen die tijd zullen hersenen misschien ook al uit te lezen zijn en als het eenmaal is gebeurt dan zijn menselijke computers mogelijk (weet niet wat ik er van moet denken, lijkt me leuk en tegelijkertijd ook eng).

[-BaJo-]

Jeetje wat gaat dit toch hard. Ben benieuwd wanneer we klaar zijn met dit verkleinen. Het eind moet toch bijna in zicht zijn.

[Praetextatus]

Mwah dat valt wel mee dacht ik zo. Een ruime 20 jaar geleden was men al bezig met algoritmes voor 8nm en tot zover ik weet waren ze indertijd!! al ver gevorderd. Naast de verkleiningsslag is men ook enorm aan het optimaliseren van de chips. Echt petje af voor de mensen die werken bij deze bedrijven zoals TSMC

[Klepmans]

En daarbij natuurlijk ook de leverancier van de chipmachinemakers (o.a. ASML)

[Kevinp]

o. a. ASML is mogelijk alleen ASML. De andere zijn (zeker op hogere yields en snelheden) niet zo ver als asml.

Daarnaast is beginnen met het process nog niet commercieel beschikbaar.

[Klepmans]

Ik wilde de rest van de fabrikanten niet op de tenen gaan staan...

[The Jester]

Welke rest?
Canon is gestopt en doet enkel nog onderhoud aan haar verkochte producten.
ASML is bijna monopolist. Maar dat is in dit geval niet erg: ze stoppen nog altijd het grootste deel van hun winst in R&D.

[Seroo]

Mapper is al een tijdje bezig met het ontwikkelen van een concurent voor ASML. Ik weet alleen niet hoever die al zijn, in theorie zouden ze verder kunnen gaan dan ASML.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Mapper_Lithography

[JOJ0]

Ik weet niet of je mapper echt als concurrent moet zien, mapper maakt volgens mij machines die bedoelt zijn voor productie van een klein aantal chips per soort. ASML maakt machines die ervoor zijn gemaakt om miljoenen dezelfde chips te maken.

[Nas T]

Nikon is ook nog concurrent van ASML, maar het marktaandeel ligt ergens rond de 85% denk ik. mapper is volgens mij bezig met ebeam, een heel andere technologie. Omdat het principe zo simpel is, zou de juiste uitvinding/ontwikkeling nog steeds voor een revolutie kunnen zorgen.

[ericcgg]

Als je het toch over niet commercieel beschikbare processen hebt, dan vergeet je Mapper volledig.

[WeetIkHetNou]

In principe is atoom-niveau het limiet voor een transistor, alleen kan dat momenteel nog niet op grote schaal geproduceerd worden. Daarna ga je naar quantum-computing, en dan wordt het helemaal interessant.

[thomas01962]

Ik hoop dat we dan ook snel 20 nm gpu's gaan zien. Al is het wel knap om te zien wat Nvidia nu nog op 28 nm kan doen.

[Cilph]

10nm, jezus zeg...dat is in de orde van tientallen atomen breed.

[Van der Berg]

Dat is goed nieuws volgend jaar dus 16nm en 10nm!