Globalfoundries/TSMC 7nm (2018)

[Dark Kaeser]

Oficialmente confirmado o que se suspeitava desde o início do ano, a GF vai "saltar" os 10nm indo directamente para os 7nm.

Globalfoundries announced plans for a 7nm FinFET process that can deliver chips with up to 30% more performance or 60% less power consumption than its current 14nm node. The process will be in production in late 2018, delivering gate pitches as small as 30nm initially using only today’s optical lithography.

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1330467&page_number=1

Globalfoundries’ 7nm node represents a full 30% die shrink from its 14nm process, said Patton. It could pack 17 million gates in a square millimeter of silicon, Jha said.

The process supports 17 layers of metal and could require 80-84 masks steps to handle up to quad patterning on some critical layers. The biggest challenge with the process today is in parasitics and yields for the middle metal layers connecting transistors to chip wiring.

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1330467&page_number=2


Já tinham sido publicados artigos para tentar fazer um resumo dos roadmaps e compará-los entre si

Artigo publicado a 13.09

https://www.semiwiki.com/forum/content/6192-tsmc-16nm-10nm-7nm-5nm-update.html

o artigo anterior baseia-se no seguinte

Artigo publicado a 03.09

neste caso o autor do artigo deve ter-se equivocado, apesar de ter editado uma tabela ontem, para reflectir o anúncio dos 7nm a 2018 (ele inicialmente tinha lá 2017 como diz a imagem do artigo anterior)

We believe it will be available for risk production in late 2017 with a standard node value of 8.2nm

https://www.semiwiki.com/forum/content/6160-2016-leading-edge-semiconductor-landscape.html

 

[Gaugamela]

A Intel perdeu um pouco do fosso que escavou para as outras foundries...
Mas estava á espera que a Samsung e GF a partir de agora partilhassem os processos de fabrico como fizeram para os 14nm.

 

[senso]

Eles nem 16nm a sério fazem..
A metalização é maior que 16nm..
E a Samsung gosta de chamar 10nm class ao processo deles..

 

[miguelbazil]

A questão é saber se conseguem mesmo os 7nm estáveis, e se os ganhos são tão bons como anunciados. É um salto grande, veremos se têm "dedos para tocar esta guitarra".

 

[Dark Kaeser]

Afinal além deste 7nm por litografia de imersão, a GF terá outro 7nm já com EUV, resultado da cooperação com IBM e Samsung:

TSMC will go head-to-head with the partnership of IBM, Globalfoundries and Samsung to publicly detail rival 7nm processes at a technical conference in December. The trio’s process will use extreme ultraviolet lithography to achieve impressive gains, but TSMC likely will get to market first due to challenges getting EUV into production.

Using EUV, GF and Samsung claim they will deliver “the tightest contacted polysilicon pitch (44/48nm) and metallization pitch (36nm) ever reported for FinFETs,” in an abstract for the International Electron Devices Meeting (IEDM).

In September, GF said it developed its own 7nm process using immersion steppers that will be in production in 2018. It did not mention it was still collaborating with Samsung on the EUV version.

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1330657&page_number=1

 

[Dark Kaeser]

7nm process is essential for semi industry: Q&A with Globalfoundries CTO Gary Patton

Q: Can you talk about the roadmaps for FinFET and FD-SOI technologies, as Globalfoundries seems to have been approaching these two technologies parallelly?

...
Additionally, we have received feedbacks from a number of clients indicating that they need the 7nm products urgently, and therefore, we decided to inject our technology resources into developing the 7nm process. I personally will lead the R&D team, which will include the existing staff of 200 from Globalfoundries and another 500 from IBM.

According to our internal roadmap, the 7nm process is expected to enter volume production in the first half of 2018 with initial clients including IBM and AMD. The 7nm process has a number of advantages, including multi-core, high-speed I/O capabilities, reducing power consumption by 60%, upgrading performance by 30%, cutting costs by 30%, doubling the yield rate per wafer, while providing 2.5D/3D packaging services.

Q: Why is there no plan to introduce extreme-ultraviolet (EUV) technology at the 7nm process?

A: The EUV technology is expected to become mature in 2019, but our major clients need the 7nm products to be in mass production in early 2018.Therefore we still continue to use the current optical technology, instead of using the EUV technology.

http://www.digitimes.com/news/a20161102PD203.html

 

[Dark Kaeser]

Risk production 1H 18

https://twitter.com/TekStrategist/status/910572753320685568

O que dependendo de como estiverem os yields pode significar produtos na final de 2018 ou Q1 de 2019 .

 

[Dark Kaeser]

https://www.globalfoundries.com/sites/default/files/product-briefs/7lp-product-brief.pdf

 

[Dark Kaeser]

Based on GlobalFoundries latest generation of 3D or FinFET transistors, the 7LP process has a fin pitch (the distance between the conducting channels) of 30nm, gate pitch of 56nm and a minimum metal pitch of 40nm--all of which are "significantly scaled from 14nm." GlobalFoundries said it tuned the fin shape and profile for best performance, but did not provide measurements for the width or height of the fins. The smallest high-density SRAM cell measures 0.0269 square microns.

Like Intel, GlobalFoundries will use self-aligned quad patterning (SAQP) to fabricate the fins, as well as double-patterning for metal layers, and has introduced cobalt metal contacts to reduce resistance. As a pure-play foundry, it will offer a wide range of metal stacks for different applications. The technology also supports a range of threshold voltages (the gate voltage at which the device turns on) without doping, which GlobalFoundries says improves performance and reduces variability.

GlobalFoundries will offer two different flavors of 7LP. The high-density standard cell for mobile processors has two fins and is only 240nm tall translating to a 0.36x area reduction at the SoC level compared to 14nm. A separate version for high-performance servers such as IBM Power has four fins, as well as larger contacts and wires, and operates at a higher frequency.

The 7LP process will be in trial production in mid-2018, which means it will be volume production in the fab in Malta, New York sometime in 2019.

http://www.zdnet.com/article/iedm-2017-globalfoundries-announces-7nm-chipmaking-process/

 

[Dark Kaeser]

IEDM 2017 - Intel Versus GLOBALFOUNDRIES at the Leading Edge

On Wednesday December 6th, the Circuit and Device Interaction - Advanced Platform Technologies session was held, and Intel presented their 10nm technology and GLOBALFOUNDRIES (GF) presented their 7nm technology. Despite the different node names, the two processes have similar density. In this article I will combine previous disclosures, interviews and the papers to present a detailed comparison of these two leading edge technologies.

https://www.semiwiki.com/forum/content/7191-iedm-2017-intel-versus-globalfoundries-leading-edge.html

 

[Dark Kaeser]

- GlobalFoundries Halts 7nm Work

would have cost GF $2-4 billion to ramp up the 40-50,000 wafers/month capacity needed to have a chance of making a return on the node. “The financial investment didn’t make as much sense as doing something else,” said Tom Caulfield, the former general manager of Fab 8 named chief executive of GF in March.

“The lion’s share of our customers…have no plans for” 7nm chips. Industry-wide demand for the 14/16 node was half the volume of 28nm, and 7nm demand may be half the level of the 14/16nm node, Caulfield said.

“When we look out to 2022, two-thirds of the foundry market will be in nodes at 12nm and above, so it’s not like we are conceding a big part of this market,” he added.

The decision forces AMD, GF’s closest customer, to source all its initial 7nm chips from TSMC at a time when the graphics and x86 processor vendor is gaining market share. Whether AMD can get all the wafers it needs in the short term “is a good question,” said analyst Linley Gwennap of the Linley Group.

https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1333637&page_number=1


- GLOBALFOUNDRIES Pivoting away from Bleeding Edge Technologies
https://www.semiwiki.com/forum/cont...pivoting-away-bleeding-edge-technologies.html

- GloFo dropping out of 7NM race?
https://www.semiwiki.com/forum/content/7694-glofo-dropping-out-7nm-race-q.html

 

[blaster_00]

Lá está a GF a falhar como de costume, ainda bem que a AMD se livrou das fábricas.

 

[Dark Kaeser]

A decisão parece-me estúpida, o grosso do £€$ já terá sido gasto em R&D e no equipamento que já deve estar (ou devia pelo roadmap) a ser instalado e afinado.
Isto quando há coisa de um mês a própria GF anunciou que já teria assegurado o fabrico de vários "produtos" no seu processo de fabrico 22nm FDSOI, no valor de $2B.
O que torna o comunicado e a razão nele invocado, investimento adicional de $2B a $4B para o ramp up e a ausência de interessados (para além da AMD) nos 7nm, uma desculpa esfarrapada.
Até porque as foundries tem vários processos antigos que perdendo os clientes de grande volume são preenchidos por outros inúmeros clientes/produtos que não necessitam de processos xpto e que garantem que estes processos mais antigos continuem a gerar receitas.

É que este anúncio não deixa a AMD apeada pois estes já tinham tomado a decisão de também usar a TSMC, o EPYC2/Rome, mas a IBM que lhes entreguou a sua divisão Micro (instalações e pessoal) que fabricava os seus chips e que aliás são eles que de facto estão à frente do R&D da GF, vão ter que arranjar solução para 2020 quando os seus Power eram suposto ser fabricados a 7nm na GF.

Os gajos da Mubadala já não devem passar cheques...

 

[Neural]

Os cheques da Mubadala agora são empregues em ilhas artificiais e arranha céus de 1km de altura...

 

[Dark Kaeser]

Pá eles ainda têm a opção de aquisição, de 75M de acções da AMD, até perfazerem um máximo de 20% negociado aquando da última alteração do WSA, em compensação para não se pagar cash, bom pagaram apenas $100µ

https://www.anandtech.com/show/10631/amd-amends-globalfoundries-wafer-supply-agreement-through-2020

o que explica a venda massiva de acções da Mubadala no últimos tempos

Abu Dhabi’s Mubadala sells second stake in U.S. chipmaker AMD
https://www.reuters.com/article/us-emirates-mubadala-amd-idUSKBN1AK0NA

o que dado o preço acordado, creio que à volta de $5 e o preço actual das acções quase que dava para pagar o investimento

 

[miguelbazil]

Se bem percebi, o que suporta este R&D tem sido as vendas nos processos anteriores, que têm gerado interesse. Com os investidores a quererem fazer dinheiro, provavelmente chegaram ao ponto de não quererem gastar mais agora, e tentar obter o máximo dos lucros dos outros processos de fabrico. Não será isso?

 

[Dark Kaeser]

Mas a questão que se põe é: e quanto já gastaram nos 7nm até agora?

É que os 2-4$B referem-se apenas ao "ramp up", que na prática significa passar para o fabrico em volume, deixar as coisas como estão também não recuperam o que já gastaram. Quem lidera o R&D é a mesma equipa que veio da IBM, e têm acesso ao que já vinha de lá.

Quanto à situação financeira é um gigantesco buraco negro: a GF é uma empresa detida a 100% por um único accionista, logo não precisa de apresentar relatórios de contas. Mas os rumores de a Mubadala querer colocar a empresa em bolsa já não são novas, mas também não me parece ser assim que lá vão.

O que agora deixa um outro problema aos US, que já se tinha levantado aquando da absorção da IBM Micro pela GF, e o que acontece à unidade custom "specialty" da IBM que fabricava os chips sob encomenda para terceiros, incluindo os chips usados pelo DoD, para as áreas da aeronáutica/defesa? A solução para permitir o Ok do regulador americano foi estabelecer uma divisão autonóma dentro da GF, mas assim não sei.

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As foundries é que pagam o todos os custos de desenvolvimento, mas as foundries apenas produzem para terceiros, e é cobrando uma % sobre o custo de fabrico de uma wafer que recuperam esse investimento, isso é calculado em função do nºo de wafers estimado e de um determinado tempo, quanto mais wafers fabricares menor o tempo em que recuperas o investimento.
Após x tempo e recuperado uma fatia do investimento os custos vão baixando, e quando tiveres um novo processo, os chamados "early adopters" migram para o mesmo e libertam capacidade para o resto que agora tem disponível um "não tão novo" processo, mas a custos comportáveis. E enquanto tiveres clientes os processos são mantidos, chega a um ponto em que são mais rentáveis que os novos, pois apenas implicam custos de manutenção.

EX para o Q2 da UMC, quando apesentou os primeiros resultados para os 14nm

https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1332073

e TSMC quando apresentaram os primeiros resultados para os 10nm

https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1332009


E o que não faltam são foundries e investimento em capacidade de fabrico.
A malta aqui só quer saber invariavelmente de GHz e FPS, ainda este ano a Infineon anunciou uma FAB de 1.8€B em Vallach (Áustria) e já o ano passado a Bosch, acho que a divisão Bosch Sensortec, tinha também anunciado uma para Dresden no valor de 1.1€B. Pelo investimento não será nada revolucionário, até porque no caso da Infineon alguns produtos têm de suportar correntes elevadas, mas permite a estas empresas garantir o seu próprio fabrico e não estar dependentes de 3º

 

[Slider]

Uma leitura interessante sobre o abandono dos <7nm

https://spectrum.ieee.org/nanoclast...n-why-the-company-abandoned-the-bleeding-edge

 

[Dark Kaeser]

Durante a GF Technical Conference

Tom Caufield....
“The vast majority of our customers have no intention to use something below 10nm in their lifetimes…[while his only 7nm prospects, AMD and IBM,] said you will always be late and your [leading-edge] capacity is too small for us,” he said in a frank keynote.

The foundry, which had risen to a $6 billion business in 2017, would have had to spend $3 billion — half of it raised from outside investors — to install even a modest capacity of about 30,000 7nm wafers/month. “The returns would be like CD returns…it was time for us to become more relevant,” he said.

https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1333792&page_number=1

 

[Rafx]

The vast majority of our customers have no intention to use something below 10nm in their lifetimes...

Faz lembrar a afirmação dos 640kb é mais do qualquer pessoa vai necessitar um dia. Que falta de noção.

Claro que para a maioria dos clientes, senão quase todos mesmo, actualmente 7nm não faz sentido, poucos produtos compensam estarem no 'bleeding edge', mas daqui a meia dúzia de anos para alguns desses clientes os 7nm vão começar a fazer sentido e daqui a uns 15-20 anos a maioria dos clientes que não migraram para os 7nm [ou mais evoluido] é porque estão para fechar portas, se não fecharam já.


Que não produzam já, porque não compensa, é lógico que suceda.
Tal como é lógico que daqui a uns anos a GF licencie os 7nm de alguém e/ou compre equipamento 7nm quando tiver barato, também.

Na tecnologia parar é morrer. Seja os que estão na frente/mais avançados, seja os que vêm atrás.
A não ser que o futuro da GF daqui a um par de dezenas de anos seja fazer chips vintage.