Представив первый в мире чип, изготовленный по 7-нанометровой технологии, корпорация IBM сумела создать неплохой задел, для того чтобы оторваться от конкурентов.

В настоящее время производители выпускают процессоры по 14-нанометровой технологии. Следующие крупные производственные проекты Intel и других компаний предусматривают переход на норму проектирования 10 нм. И по этому показателю IBM заметно опередила их.

«При равных размерах на чипах, изготовленных по 7-нанометровой технологии, размещается в четыре раза больше транзисторов, чем на чипах с нормой проектирования 14 нм, — пояснил научный директор компании Envisioneering Ричард Доэрти. — Таким образом, IBM удалось перепрыгнуть сразу через несколько ступенек. Выход корпорации на рубеж в 7 нм в то время, как Intel еще только собирается осваивать норму проектирования в 10 нм, означает, что IBM обеспечила себе запас прочности по крайней мере на два ближайших производственных цикла».

По словам вице-президента IBM Research по полупроводниковым технологиям Мукеша Харе, при создании тестовых чипов по технологии 7 нм корпорация IBM внесла фундаментальные изменения в используемые материалы и процесс литографии.

Применение кремниево-германиевого сплава позволило улучшить прохождение потоков электронов. IBM впервые описала эту технологию в 2004 году, пообещав, что через 10 лет она сыграет важную роль в деле дальнейшего совершенствования чипов. Значительным шагом вперед стало применение фотолитографии в глубоком ультрафиолете или экстремальной ультрафиолетовой литографии (extreme ultraviolet lithography, EUVL). В оптической литографии, на основе которой построено сегодняшнее производство чипов, используется длина волны 193 нм, в то время как у экстремальной ультрафиолетовой литографии длина волны составляет 13,5 нм, что позволяет точнее формировать структуры на кремнии.

«Исследования IBM показали, что дальнейшее уменьшение размеров транзисторов вполне возможно, — подчеркнул Харе. — Мы хотели продемонстрировать, что совершенствовать высокопроизводительные вычислительные системы можно еще достаточно долго». Конкретные сроки создания коммерческих систем в IBM пока не сообщают, но преодоление 7-нанометрового рубежа и дальнейшее продвижение вперед становятся все более реальными.

При создании чипов по технологии 7 нм в IBM внесли фундаментальные изменения в используемые материалы и процесс литографии
Источник: IBM

На протяжении нескольких десятилетий количество транзисторов на микросхеме в соответствии с законом Мура удваивалось через каждые два года. Но по мере того как размеры чипов приближались к своим физическим ограничениям, стоимость производства возрастала, а ученые вынуждены были искать новые технологии, позволяющие повышать производительность и дальше.

«Ключевой вопрос заключается в том, удастся ли IBM развернуть на базе своей технологии коммерческое производство, — указал аналитик компании Endpoint Technologies Роджер Кей. — Решить эту задачу непросто, учитывая сложность и дороговизну оборудования, необходимого для массового производства».

В Intel о сроках перехода на норму проектирования 7 нм пока ничего не сообщают, а вот чипы, выпущенные по 10-нанометровой технологии, должны появиться уже вскоре. По мнению аналитика Forrester Research Ричарда Фичеры, нынешние успехи IBM еще не гарантируют того, что корпорации удастся превзойти Intel в коммерческих продуктах. Но если IBM продолжит работы с партнерами и сохранит активность в этой области, у нее появятся технологии, которые помогут поддерживать конкурентоспособность процессоров Power, серверных систем и мэйнфреймов на достаточно высоком уровне.

Согласно заявлению генерального директора Intel Брайана Кржанича, первые чипы с нормой проектирования 10 нм корпорация намерена выпустить во второй половине 2017 года. Во второй половине следующего года в Intel собираются представить процессоры новой конструкции, изготовленные с использованием 14-нанометрового процесса.

До сих пор в первый год очередного цикла в Intel переходили на новый производственный процесс, а во второй представляли новую архитектуру (так называемый цикл tick-tock). Если переход на 10-нанометровый техпроцесс состоится в 2017 году, а новая процессорная архитектура будет представлена на год раньше, мы впервые станем свидетелями цикла tick-tock-tock. Переход на нынешний 14-нанометровый технологический процесс — это tick, появление микроархитектуры Skylake — первый tock, а создание ­Kaby Lake — второй.

Купить номер с этой статьей в PDF