先週、最初の20nmアプリケーションプロセッサについて書きました。これは来年初めに製品として出荷される予定です。 しかし、チップ製造会社が私が20nmに期待するよりも少し遅れている場合、彼らはすぐに次のノードである14nmおよび16nmチップに移行することを計画しています。 20nmチップが非常に少なく、代わりに多くのデザインがその世代をスキップし、今日の最先端のチップの28nmプロセス標準から14または16nm世代に直接移行するのを見て驚かないでしょう。
もちろん、Intelは2年前に22nmチップの出荷を開始し、今年後半には14nmチップの量産開始を予定しています。 代わりに、ファブレス半導体企業（アップル、クアルコム、Nvidia、AMDなど）のチップについて話しています。TSMC、Samsung、Globalfoundriesなどのファウンドリとして知られる製造会社を使用して、実際にチップを製造しています。 すべての主要なファウンドリは20nmで従来のプレーナトランジスタを使用していますが、TSMCが16nm、SamsungとGlobalfoundriesが14nmと呼ぶ次のステップで3-DまたはFinFETデザインを導入する予定です。 どちらの場合も、これにはトランジスタ自体の変更と縮小が含まれますが、バックエンドは20nmと同じ設計のままなので、フル世代の縮小ではなく「ハーフノード」のようなものです。 （今月初めにチップのスケーリングが直面する困難について議論しました。）
先週のこの流れでの大きな発表は、サムスンとグローバルファウンドリーから来ました。サムスンとグローバルファウンドリーは、チップ設計会社が理論的にどちらの会社の工場でも同じ設計を製造できるように14nm生産で協力する計画を発表しました。
事実上、これはサムスンが14nm FinFETプロセスをGlobalfoundriesにライセンス供与し、より多くの工場がそのプロセスを使用できるようになり、大手ファウンドリであるTSMCとのより強力な競争相手が生まれることを意味するようです。 この2つのグループは、Appleなどの最先端の顧客を頻繁に争っています。 TSMCとSamsungは、数週間前のISSCCショーで16および14nmプロセスで製造された初期のテストチップを示しました。
Samsungは韓国のGiHeungにある工場で14nmのプロトタイプを作成しており、韓国の華城とテキサス州のオースティンにある工場で製造を提供し、Globalfoundriesはニューヨークのサラトガにある工場で14nmを提供します。
発表では、両社は、このプロセスにより、同じ電力で最大20パーセント高速のチップを有効にするか、同じ速度で実行して35パーセント少ない電力で動作できるチップを使用できると述べました。 （チップメーカーが速度や電力について話すとき、彼らはトランジスタレベルで話していることに注意してください;完成品はしばしばかなり異なっています。）彼らはまた、このプロセスが業界20nmプレーナー技術に比べて15％ -ノード。 サムスンはすでにプロトタイピングを開始しており、2014年末までに量産を開始する予定であると述べています。（再び、ファウンドリが量産を開始してからチップが消費者製品に登場するまでには通常数ヶ月の遅れがあります。）
この第1世代は、低電力拡張（LPE）プロセスで、2015年に低電力プラス（LPP）プロセスでパフォーマンスが向上します。グローバルファウンドリは2015年初頭にLPE生産を拡大します。少なくとも、20nmと20nmの間のギャップはもうなくなっています。
両社は現在、テスト製品で20nmプロセスを使用しており、今年後半に生産が増加すると予想していますが、特定の製品はまだ発表されていません。 Globalfoundriesによると、20nmテクノロジーは28nm製品の最大40％の性能向上と2倍のゲート密度を提供しますが、Samsungは20nmプロセスは28nmプロセスより30％高速であると以前に述べました。
TSMCは、20nmのフル生産を開始し、下半期には20nm SoCの生産を開始すると述べています。 TSMCは、20nmプロセスは28nmテクノロジーよりも30％高速、25％少ない電力で、1.9倍の密度を提供できると主張しました。 16nmに移行するTSMCは16-FinFETおよび16-FinFET Plusプロセスを計画しており、最初のバージョンでは同じ電力で速度が30％向上すると述べています。 最近では、Plusバージョンでは、最初のバージョンと比較して、さらに15％の速度改善または30％の電力削減（合計20％の速度改善と55％の電力削減）を提供すると発表しました。 これに続いて、2015年末に「リスク生産」（初期プロトタイプ）を開始する予定の10nmバージョンが、16-FinFET Plusバージョンと比較して25％の速度改善または45％の電力削減とともに、 2.2密度の改善。
これまでのところ、主要な20nm製品を発表したのはクアルコムだけで、今年後半にTSMC製の最初の20nmモデムが製品に搭載され、最初の20nmアプリケーションプロセッサであるSnapdragon 810が上半期の製品出荷を目指しました。しかし、ファウンドリが量産中であると言ってから実際の消費者向け製品が大量に現れるまでには常に時間がかかることを忘れないでください。
サムスンとGlobalfoundriesのコラボレーションは興味深いものです。両者はIBMのチップ製造プロセスに基づいたCommon Platform Allianceのメンバーであったためです。 Common Platformは65nmから28nmのテクノロジーをカバーしているようです。そのため、IBMの関与なしにSamsungのプロセスで一緒になっている2つの大きな製造会社のようです。 しかし、サムスンとグローバルファウンドリーの両方は、10nm以降のオプションを模索しているニューヨーク州アルバニーにあるR&Dグループを通じてIBMと協力しています。
企業が実際に約束を果たすことができれば、今年のほとんどの28nm、来年の20nm、2016年の14または16nm、そしておそらく2017年の10nmを使用する最先端の消費者製品を見るはずです。量は現在増えており、今年後半には多くの製品で見られるはずです。10nmは2年遅れています。 これにより、製品の電力およびエネルギー効率が毎年改善される可能性があるため、今後数年間は非常に興味深いものになる可能性があります。
