Очередной крупной инициативой Intel, продлевающей действие закона Мура, станет строительство в этом году опытного предприятия по выпуску микросхем на основе 7-нанометровой технологии.
На протяжении нескольких десятилетий закон Мура был путеводной звездой, вдохновлявшей Intel на выпуск еще более компактных, быстрых и эффективных с точки зрения энергопотребления чипов. Благодаря усилиям корпорации производители ПК постоянно уменьшали размеры своих портативных компьютеров и мобильных устройств, одновременно увеличивая продолжительность их непрерывной работы от батареи.
Давнее эмпирическое наблюдение о регулярном, каждые два года, удвоении числа транзисторов, которые самые современные на настоящий момент методы производства позволяют разместить в чипе того же размера, в Intel превратили в способ продвижения своих технологий. Но некоторые эксперты полагают, что срок действия закона Мура подходит к концу: размеры полупроводниковых элементов нельзя уменьшать до бесконечности в силу физических ограничений.
На опытном производстве будет испытываться техпроцесс по изготовлению чипов по 7-нанометровой технологии. Сроки начала выпуска таких процессоров в промышленных объемах пока не определены, но в ближайшие два-три года этого точно не произойдет.
«Опытная линия поможет понять, как организовать производство миллиардов чипов», – отметил главный аналитик компании Mercury Research Дин Маккеррон.
Опытное предприятие имеет ограниченные мощности, но должно сыграть важную роль, прежде чем Intel начнет инвестировать миллиарды долларов в более крупные фабрики по производству процессоров с нормой проектирования 7 нм.
«После того как техпроцесс будет окончательно отлажен, его перенесут на другие заводы», – пояснил Маккеррон.
Поставляемые сегодня новейшие процессоры Intel с архитектурой Kaby Lake выпускаются по 14-нанометровой технологии, но в ближайшее время компания перейдет на норму проектирования 10 нм. Персональные компьютеры с чипом Cannonlake уже демонстрировались на выставке CES, проходившей в начале января в Лас-Вегасе. Впоследствии на смену 10-нанометровой технологии придут процессоры с нормой проектирования 7 нм.
По словам генерального директора Intel Брайана Кржанича, процессоры Cannonlake в небольших объемах начнут поставляться в конце текущего года, а их массовое производство будет развернуто в 2018 году.
Закон Мура позволял Intel проводить смену поколений своих процессоров на ежегодной основе. Однако при достижении нормы проектирования в 14 нм такая цикличность дала сбой. С очередным уменьшением размеров транзисторов возникли определенные сложности. Корпорации пришлось отложить выпуск своих новых продуктов и отказаться от продолжавшейся на протяжении десяти лет смены производственных технологий через каждые два года.
Нарушилась и история создания двух процессорных архитектур в рамках каждого производственного цикла. На 14-нанометровый процесс пришлось три новых архитектуры – Broadwell, Skylake и Kaby Lake.
Теперь производитель процессоров уже не стремится к непременному удвоению числа транзисторов в каждом новом поколении своих чипов. Новая интерпретация закона Мура связана со стоимостью в пересчете на один транзистор, которая уменьшается по мере дальнейшего масштабирования. И это действительно очень важная составляющая закона Мура.
В прошлом году в Intel объявили о намерении вернуться после перехода на 7-нанометровую технологию к двухлетнему производственному циклу, но при этом чипы получат более эффективную конструкцию.
Радикальные конструкционные изменения позволят выпускать более компактные и эффективные с точки зрения энергопотребления процессоры. Intel планирует использовать соединения экзотических материалов из III-V столбцов периодической таблицы (например, нитрид галлия), что позволит наладить выпуск более быстрых процессоров и одновременно увеличить экономичность расходования портативными компьютерами зарядов батареи.
При переходе на 7-нанометровую технологию в Intel намерена учесть накопленный опыт и исключить осложнения, с которыми ей пришлось столкнуться при выпуске процессоров с нормой проектирования 14 нм и 10 нм. По-видимому, речь идет об использовании в производственном процессе фотолитографии в глубоком ультрафиолете (extreme ultraviolet, EUV). Это поможет повысить точность вытравливания элементов, но стоит заметить, что ранее внедрение EUV несколько раз откладывалось.
«Опытное предприятие поможет оценить все перспективные технологии и определить, какое оборудование следует заказывать для новых фабрик», – подчеркнул Маккеррон.
Конкурирующие с Intel компании Globalfoundries и Samsung также инициировали переход на 7-нанометровую технологию. В Globalfoundries намерены начать выпускать чипы с нормой проектирования 7 нм в 2018 году. Идет ли здесь речь о тестовых партиях или уже о полномасштабном производстве, пока неясно. Компания ARM также представила инструменты для проектирования 7-нанометровых чипов.
Samsung и Globalfoundries совсем недавно начали выпускать чипы по 10-нанометровой технологии, и уже скоро в смартфонах появится новый процессор Qualcomm Snapdragon 835.
Кроме того, Globalfoundries поддерживает тесные отношения с IBM, которая в прошлом году выпустила первые чипы на основе 7-нанометровой технологии.
