Er zijn vandaag maar drie chipfabrikanten die de eeuwige ratrace van chipverkleiningen blijven volgen: TSMC, Samsung en Intel. De eerste twee hebben heel wat partners nodig om zo’n procesverkleining rendabel te maken, Intel bakt voor zichzelf. Samsung steelt nu Nvidia van TSMC voor zijn nieuwe 7 nm GPU-technologie.
Elke keer een fabrikant een chipverkleining wil doorvoeren, moet het samenwerken met een chipbakker om die nodetransitie tot een goed einde te brengen. Vandaag kunnen fabrikanten kiezen tussen TSMC en Samsung om op het laatste nieuwe 7 nm-proces over te schakelen.
Waar TSMC al een jaar 7 nm aanbiedt aan fabrikanten (onder andere Huawei, Apple, AMD), heeft Samsung nog maar pas de overstap gemaakt naar 7 nm. Reden? Het wilde die stap pas zetten wanneer EUV-technologie (extreem ultraviolet) stabiel genoeg is voor massaproductie.
Revolutionaire stap
De stap naar massaproductie is revolutionair en al tientallen jaren in de maak. Omdat TSMC vorig jaar al 7 nm op de klassieke manier aanbiedt, heeft Samsung heel wat klanten mislopen. TSMC plant pas volgend jaar de stap naar EUV op 7 nm volgens Extremetech.
Eerder dit jaar haalde het al IBM binnen als partner om chips voor hen te bakken op lange termijn. Vandaag mag het daar ook Nvidia aan toevoegen. Beide partijen zullen rond 7 nm EUV samenwerken om de volgende generatie gpu’s te maken. Er zijn weinig details bekend rond de deal, maar de kans is groot dat Nvidia zijn nieuwste chips exclusief bij Samsung zal bakken.
Het verkleinen van een node voor productie bij Samsung kan niet één op één worden overgenomen om ook bij TSMC aan te kloppen. Nodes moeten daarvoor worden aangepast, wat voor heel wat dubbel werk zorgt bij Nvidia. AMD heeft recent zijn 7 nm-gpu’s gelanceerd die bij TSMC van de band rollen. Het is voorlopig onduidelijk wanneer Nvidia zijn 7 nm-alternatief klaar heeft, inclusief nieuwe bijhorende architectuur.
Waarom EUV?
Waarom is EUV zo belangrijk in de chipwereld? Vandaag gebruikt iedereen een Argon Fluoride (ArF)-laser die een diep UV-licht produceert met een golflengte van 193 nm. Dankzij een techniek genaamd immersielithografie kunnen ze de resolutie verhogen, maar sommige complexe functies moeten ze vandaag in meerdere stappen doorlopen. EUV-lithografie genereert licht met een golflengte van 13,5 nm.
EUV heeft heel wat voordelen. Zo krijg je een beter resultaat op vlak van patroonefficiëntie en minder variabiliteit in dimensie. Kort samengevat: wat je print is wat je effectief krijgt. Samsung claimt dat de nieuwe tools 70 procent correctere patronen afleveren vergeleken met de 193 nm ArF-tools.
Het allerbelangrijkste is echter de budgetbesparing die EUV met zich meebrengt. Op 7 nm kan de machine contacten en bepaalde metaallagen met één stap maken, terwijl dat bij 193 nm ArF meerdere belichtingen nodig heeft.
Gerelateerd: Hoe EUV-lithografie een stoelendans in processorland veroorzaakt