🇷🇺 Производство микропроцессоров. Участники рынка. Проблемы. Мнения. Россия

КоммерсантЪ в сегодняшней публикации обращается к теме проблем МЦСТ, введении на этом предприятии управления НПЦ Элвис, письме АРПЭ. Все это уже обсуждалось, повторяться не буду.

Но в заметке есть интересная фраза: "участники рынка отмечают, что Элвису, в отличие от МЦСТ, уже удалось наладить печать процессоров на зарубежных фабриках". Разумеется подробностей нет, как нет и источника, но, тем не менее, интересно.

Вторая интересная фраза принадлежит президенту ассоциации Руссофт Валентину Макарову - по его мнению процессор Эльбрус может стать ключевым элементом для геополитики, если Россия сможет обеспечить трансфер технологии в дружественные страны. В передаче МЦСТ под контроль частной компании г-н Макаров видит риски потерять возможность стать одним из лидеров технологического суверенитета стран БРИКС.

@RUSmicro

#МЦСТ #Элвис

🇺🇸 Производство микросхем. Производственные мощности. США

AMD собирается производить чипы HPC AI на новой фабрике в TSMC в Аризоне, США

Это уже не первый слух такого рода, мы уже обсуждали, что на мощности fab21 невдалеке от Финикса претендуют Apple, Qualcomm, NVidia и AMD.

Тайваньская компания уже начала на fab21 пробное производство на основе узла 5нм, техпроцессы - N4/N4P/N4X и N5/N5P/N5X. В частности, здесь уже начали выпуск пластин с чипами Apple A16 Bionic по техпроцессу N4P.

Производство каких именно чипов планирует разместить на fab21 компания AMD, доподлинно неизвестно. Тем более, что речь идет о 2025 годе. В любом случае технологические возможности фабрики на сегодня ограничены техпроцессами семейств N4 и N5. Это означает, что самые передовые чипы AMD на fab21 произвести не смогут.

В Toms’ hadware подозревают, что это будут чипы ИИ, предположительно MI325X на узле N4, начало выпуска которого намечено на 4q2024. В Аризоне могут присоединиться к его выпуску в 2025 году. А вот для AMD MI350 требуется узел N3. Повторю – это лишь гипотеза, что будет на деле, в свое время узнаем. Главное в этой новости, что несмотря на все сложности, с которыми TSMC столкнулась в США, фаб уже «задышал».

Есть и другие радостные для американцев новости. В Аризоне строится предприятие Amkor для современной упаковки/корпусирования чипов. Это инвестпроект объемом $2 млрд, который должен начать работать не позднее 2026 года. Последние новости – Amkor ожидает, что получит разрешения на использование запатентованных технологий упаковки CoWoS и InFO от TSMC, что позволит корпусировать чипы ИИ и HPC на территории США. Соответственно, аризонская fab21 сможет собирать ускорители ИИ здесь же в Аризоне, на мощностях Amkor. Это делает цепочку поставок остро востребованных чипов короткой и надежной.

@RUSmicro

🇧🇪 Аккумуляторные батареи. Развитие технологий. Евросоюз

В ЕС добились плотности мощности 1070 Втч/л в новой литий-металлической батарее с твердым электролитом

Разработкой занимался консорциум H2020 SOLiDIFY, бельгийская imec выступала координатором. Пока что речь идет о прототипе ячейки АКБ. Особенность разработки – «твердый электролит, созданный из жидкости» и высокая плотность мощности на единицу объема - 1070 Втч/л против 800 Втч/л у обычных Li-Ion батарей. Рост не то, чтобы «драматический», но ощутимый. Впрочем, чтобы это стало по настоящему интересным, предстоит еще пройти путем от прототипа ячейки до коммерчески доступных АКБ без снижения этого показателя.

Разработчики отмечают, что новый тип батарей можно будет производить на существующих линиях по производству Li-Ion АБК. Это важно для быстрого распространения новой технологии. Как ожидается, производство таких АКБ будет стоить менее 150 евро за кВтч емкости батареи – если получится этого достигнуть это будет очень хороший результат.

Преимущества перехода к твердому электролиту еще и в том, что он менее восприимчив к возгоранию.

Более высокая плотность энергии ячейки – это результат использования тонкого литий-металлического анода и Cobalt-lean NMC катода, то есть никель-марганцово-кобальтового катода с пониженным содержимым кобальта, что также работает на снижение цены батареи. Катод защищен специальным покрытием толщиной в 1 нм. Композитный высокоемкостной катод отделен от анода тонким сепаратором твердого электролита (50 мкм), что позволяет плотно укладывать элементы в батарею. Твердый электролит создан на основе легированного полимеризованного нанокомпозитной «ионной жидкости» (PIL).

Разработчики утверждают, что решили проблемы механической прочности и пропитки катода. Скорость заряда АКБ выросла – достаточно 3 часов для полного заряда. А вот срок службы меня смущает – до 100 циклов? Неужели это считается достаточным для весьма недешевой АКБ?

Проект разработки новых АКБ осуществляется в рамках программы Horizon 2020 Евросоюза и финансируется в рамках грантов.

@RUSmicro по материалам solidify-h2020, фото - imec

📈 Материалы. Тренды. InP

Спрос на рынке InP стимулируют технологии ИИ

Хотя многие уверены, что кремниевая технология еще далека от исчерпания своих возможностей, идет все более активное развитие рынков альтернативных полупроводниковых материалов. В частности, это касается таких полупроводников, как GaAs, GaN, GaN/Si, GaN/SiC, SiGe и InP.

В Yole Group ожидают, что рынок изделий на базе такого перспективного полупроводникового материала как InP (фосфид индия) достигнет $5.2 млрд в 2029 году. Этот рынок сейчас характеризуется консолидацией и расширением производственных мощностей, поскольку спрос на приложения ИИ продолжает стимулировать рост в сегменте передачи данных.

В частности, продолжает устойчиво расти рынок InP bare-die. Такие компоненты зачастую используют не только для дальнейшего корпусирования в индивидуальный корпус, но также для пакетирования вместе с другими чипами в единую систему, а иногда и для монтажа непосредственно на печатную плату. А вот перспективы рынка эпитаксиальных пластин и подложек не так очевидны.

InP – полупроводник III-V типа (A3B5) обладает прямой запрещенной зоной, величина которой Еg=1,34 эВ при Т=300 К и довольно высокими значениями подвижности носителей тока - μ n (4-5).103 см2 /В·с, Т=300 К, что позволяет применять его, в частности, в оптоэлектронике сверхвысокой частоты, в полевых транзисторах и преобразователях энергии, включая DWDM лазеры, вертикально-излучающие лазеры (VCSEL), лазеры с диодной накачкой, лавинные (APD) и PIN чувствительные фотодиоды, усилители и т.п. Также InP применяют для изготовления мощных и высокоскоростных полупроводниковых приборов для оптоволоконной техники – HEMT, HBT, в беспроводных и оптических системах связи.

Можно вспомнить такие применения, как автомобильные LiDAR, решения 3D-зондирования. Есть использование в радиооборудовании 5G, в ИК-тепловидении и в КРК-системах (системах квантового распределения ключей).

Возможности InP в диапазоне волн SWIR (коротковолновой ИК диапазон, длины волн 0.9-1.7 мкм, иногда под SWIR подразумевают диапазон 0.7-2.5 мкм), обеспечивают потенциал использования этого материала в потребительских решениях AR/VR.

Основные драйверы рынка InP на сегодня – рынок передачи данных и телекома. Изделия из этого материала зачастую выбирают за их способность обеспечивать высокую пропускную способность, высокие скорости передачи данных. На их основе собирают, например, оптические трансиверы дальнего действия.

Ожидается, что спрос на ИИ будет способствовать росту спроса на решения InP за счет необходимости перехода к системам передачи данных 100G и 200G EML и SiPh.

Напомню, что EML – это технология на базе электроабсорбционно-модулированного лазера, которая позволяет преобразовывать электрические входные данные в оптические сигналы CWDM (в свет), а SiPh – кремниевая фотоника, интеграция оптических устройств и электронных компонентов в рамках кремниевой пластины.

Спрос на изделия InP сдерживается высокими ценами на такие изделия.

Еще несколько лет назад применение InP сдерживалось отсутствием пластин сравнительно большого диаметра, но постепенно появляются пластины диаметром уже не только 50 мм, но и 76 мм и 100 мм. Ожидается дальнейший рост рынка пластин фосфида индия.

Лидеры рынка пластин фосфида индия:

▪️ AXT Inc. 🇺🇸
▪️ Wafer World Inc. 🇺🇸
▪️ Logitech Ltd. 🇨🇭
▪️ Western Minmetals (sc) Corp. 🇨🇳
▪️ Century Goldray Semiconductor Co. Ltd. 🇨🇳

В целом в этой области в 2024 году лидирует Азиатско-Тихоокеанский регион и можно предположить, что в ближайшие 5 лет эта ситуация не изменится.

В апреле 2024 года сообщалось о создании нидерландской компанией EFFECT Photonics на монолитной интегрированной фотонной схемы (PIC) перестраиваемого лазера (pITLA - Pico Integrated Tunable Laser Assembly) для сменных когерентных модулей-приемопередатчиков ZR 100G, 400G, 800G. Эта схема выполнена на базе InP. Подробнее об этом – здесь.

@RUSmicro

#InP #материалы #микроэлектроника

🇷🇺 Российские полупроводники. Материалы. Высоковольтные ключи

От редакции: Публикация, которую мы сегодня предлагаем вашему вниманию, подготовлена на основе материалов, любезно предоставленных каналу @RUSmicro Юрием Николаевичем Максименко, который не первый год занимается тематикой мощных высоковольтных ключей на основе Si.

Основная идея - возможности кремниевой технологии еще не до конца использованы, на ее основе по-прежнему можно создавать приборы, конкурентоспособные или превосходящие зарубежные, включая те, что выполнены из перспективных материалов. В частности, автор показывает что мощный ключ на Si его разработки превосходит по параметрам известные приборы на GaN.


ЮМ: Общепринято считать, что широкозонные полупроводниковые материалы, такие как SiC и GaN, в ближайшее время вытеснят Si при создании силовых транзисторов. В рамках данного доклада я постараюсь показать, что такие их недостатки, как низкая подвижность основных носителей тока, слабая зависимость ширины области пространственного заряда от приложенного напряжения к р-n переходу, не позволяют им конкурировать с транзисторами со статической индукцией на Si.

Транзисторы со статической индукций способный работать как в полевом, так и в биполярном режимах одновременно, поэтому они обладают сопротивлением канала в открытом состоянии на два порядка ниже, чем приборы на SiC и GaN, а за счет более высокой подвижности основных носителей и меньшей удельной емкости затвора, они превосходят последние и по быстродействию.

Чтобы понять уникальность транзистора со статической индукцией (СИТ), рассмотрим физику его работы.

На рис. 1 показан схемотехнический разрез кристалла СИТ.

При отсутствии напряжения на затворе транзистор может быть нормально открытым, когда расстояние между p⁺ областями велико, и нормально закрытом, когда это расстояние мало. Транзистор с нормально закрытым каналом был назван биполярным транзистором со статической индукцией (БСИТ).

При подаче на затвор отрицательного напряжения у СИТ канал перекрывается ОПЗ, и он переходит в закрытое состояние. При подаче на затвор положительного потенциала, ОПЗ р-n перехода исчезает и в канал впрыскиваются неосновные носители (дырки). В канале образуется электроннодырочная плазма. Она снижает сопротивление канала более чем на три порядка. При подаче на затвор отрицательного напряжения, дырки, которые находятся рядом с p⁺ областями, быстро уходят в затвор. Появляется ОПЗ.

Остальные дырки рекомбинируют с электронами, летящими из истока. Так как на пути протекания тока нет ни одного р-n перехода, то скорость выключения СИТ очень высока, а сопротивление очень мало.

В БТ и IGBT, из-за наличия базы, в которой процессы рассасывания неосновных носителей очень медленные, сетевые приборы имеют максимальную рабочую частоту 20 кГц и 50 кГц, соответственно.

В 80-90-ые годы, работая в ОКБ при НЭВЗ я разработал серию высоковольтных транзисторов со статической индукцией с нормально открытым и нормально закрытым каналами. Лучшие представители этой серии - транзистор КП926 – СИТ и его аналог КТ9154 – БСИТ.

Эти транзисторы в те времена применялись на частотах 100 кГц. Разработчики РЭАП говорили, что они способны были работать и на частоте в 1 МГц, но отсутствовали диоды и дроссели на это частоту.

Опыт работы с КП926 показал, что при выключении транзистора ток стока очень быстро падает процентов на 60, затем спад затягивается. Если бы этой затяжки не было, то транзистор был бы способен работать на частоте более 10 МГц. (..)

@RUSmicro #СИТ

(2) В 1992 году, после развала СССР, производство СИТ на заводе НЭВЗ прекратилось из-за закрытия направления микроэлектроники. Передача серийного производства на Александровский полупроводниковый завод закончилась неудачей.

Мне удалось вернуться к работе над этими приборами только 2 года назад. Все конструктивно – технологические решения, которые я сегодня предлагаю, изложены более, чем в десяти статьях, опубликованных в журналах "Электронная техника" и "Современная электроника".

В рамках этого доклада хочу остановиться на сравнительном анализе лучших ключевых высоковольтных приборов с транзисторами со статической индукцией, которые я предлагаю к разработке.

Для того, что бы начать сравнительный анализ, рассмотрим основные электрофизические параметры широкозонных материалов SiC и GaN, на базе которых уже выпускаются серийные приборы, а также на базе традиционных материалов Si и GaAs, которые представлены в таблице 1. (..)

(3) Для проведения более правильного сравнительного анализа этих материалов приведем в таблице 2 зависимость ОПЗ от приложенного к р-n переходу напряжения, относительную емкость р-n перехода и максимальные рабочие частоты для ключевых транзисторов с рабочим напряжением
500-600 В.

Как видно из табл.1, у материала GaAs температура Дебая в два раза меньше, чем у Si, поэтому на данном материале невозможно проводить высокотемпературные операции (диффузию, окисление и т. д.), что делает невозможным построение на этом материале мощных высоковольтных БТ, а ПТ очень затруднено.

У широкозонных материалах SiC и GaN значение температуры Дебая высокое и они выдерживают, как и Si, высокотемпературные операции.

Таблица 1 показывает, что широкозонные материалы SiC и GaN имеют на порядок выше критическую напряженность поля пробоя и в 2 раза более высокую дрейфовую скорость электронов. Это обстоятельство при построении на их основе полевых транзисторов, позволяет существенно снизить сопротивление канала в открытом состоянии и повысить быстродействие.

При сравнении с MOSFET они выигрывают у них по сопротивлению на порядок. Транзисторы на SiC, из-за низкой подвижности основных носителей, способны работать на частотах до 150 кГц, а транзисторы на GaN – до нескольких МГц.

Результаты могли бы быть гораздо лучше, но из-за того, что у них слабая зависимость ширины ОПЗ от приложенного к р-n переходу напряжения, для эффективного управления транзистором необходимо делать подзатворный диэлектрик очень тонким, соответственно удельная емкость получалась высокой (см. табл. 2), а канал формировался узким, соответственно с высоким сопротивлением.

Увеличить его ширину за счет увеличения напряжения на затворе нельзя – ограничивает тонкий подзатворный диэлектрик.

Слабая зависимость величины ОПЗ от приложенного к р-n переходу напряжения для этих материалов делает не возможным пострение на их основе СИТов. СИТы можно делать только на Si и в отдельных случаях на GaAs! (..)

(4) В таблице 3 представлены основные параметры лучших зарубежных и отечественных ключевых высоковольтных транзисторов, а так же СИТ, предлагаемых к разработке.

Как видно из таблицы 3, даже доработанный КП926 выигрывает у GaN транзисторов, которые в диапазоне рабочих напряжений 650 В являются лучшими, и по сопротивлению и по быстродействию, не говоря уже о транзисторах с гетероистоком.

Работы по созданию СИТ с гетероистоками мною еще не проводились, поэтому необходимо предварительно проведения научно-иследовательских работ. Это направление очень интересно, так как гетероисток позволяет повысить концентрацию основных носителей в канале на 3 порядка и возможен переход от принципа зонного тока переноса к принципу фононного. (..)

(5) Что такое доработанный КП926 - на рис. 2 показан вид кристалла сверху.

Области 2 и 3 – металлизация истока и затвора соответственно. Под этими областями внутри кристалла находится p⁺ область затвора. Анализ показал, что эти области являются вредными.

При прямом смещении затвора, когда транзистор вводится в биполярный режим, под этими областями неосновные носители (дырки) впрыскиваются в эпитаксиальный слой. Поскольку размеры этих областей измеряются миллиметрами, а толщина эпитаксиального слоя составляет 45 мкм, то под этими областями нет электронов и вывод дырок здесь происходит по законам работы диода.

Как видно из рис. 2, эти области составляют около 40% от активной части кристалла, поэтому становится понятно, почему ток стока очень быстро падает на 60%, а затем его спад затягивается.

В доработанном транзисторе КП926 эти области отключены. Технология СИТ довольно проста, поэтому себестоимость их производства очень низка.

Выводы:

🔹 Доработанные сетевые транзисторы КП926 и КТ9154 по основным ключевым параметрам существенно превосходят лучшие на сегодня ключевые GaN транзисторы.
🔹 Поскольку технология СИТ намного проще технологии GaN транзисторов, то и цена их существенно ниже.
🔹 СИТ нельзя выполнять на широкозонных материалах из-за слабой зависимость величины ОПЗ от приложенного к р-n переходу напряжения.
🔹 Для создания СИТ с гетероистоком на Si и GaAs необходимо проведение НИР.

Ближе к концу 2024 года автор обещает апдейт по результатам проведенных за год практических работ. Не переключайтесь.

Для связи с автором: violamaksimenko@yandex.ru

@RUSmicro

(6) Дополнительные материалы

Статья автора:

🔹 Перспективы использования кремния при создании силовых приборов.
🔹 Библиография по теме СИТ-приборов на основе Si.

🇺🇸 Новые материалы. Синтетические алмазы. AlN. Тренды. США

Американская Raytheon получит трехлетний контракт на разработку транзисторов на основе новых материалов

Контракт с Raytheon заключила DARPA, разрабатывать поручено транзисторы на основе перспективных материалов – алмазов и нитрида алюминия (AlN).

Это так называемые «широкозонные полупроводники», которым прочат перспективы востребованности в ряде актуальных применений, таких как дистанционное зондирование, РЭБ, приложениях направленной передачи энергии и других системах вооружений, включая гиперзвуковые средства поражения.

От синтетического алмаза с его запрещенной зоной около 5.5 эВ ожидают, что изделия на его основе могут превзойти возможности GaN в приложениях, где важны высокочастотные характеристики, высокая подвижность электронов, устойчивость к высоким температурам, высокие мощность и долговечность.

Нитрид алюминия (AIN) имеет еще более широкую запрещенную зону – около 6.2 эВ.

Второй этап подразумевает улучшение технологий и переход к созданию полупроводниковых приборов на базе синтетических алмазов и AIN на пластинах большего диаметра.

По условиям контракта, Raytheon должна завершить оба этапа в течение трех лет, что подчеркивает срочность проекта.
Для Raytheon тема не новая, компания уже занималась созданием приборов GaN и GaAs и их интеграцией в РЛС-решения, так что принципиальных сложностей для выполнения контракта быть не должно.

@RUSmicro по материалам Tom’s hardware

#AlN

🇻🇳 Участники рынка. Вьетнам

Вьетнам построит 6 фабов по производству кристаллов на пластинах, но еще нескоро

На сегодняшний день полупроводниковая промышленность Вьетнама обладает весьма скромным уровнем. В основном вьетнамские производства занимаются бэк-эндом, то есть конечной производственной стадией - сборкой, упаковкой и тестированием микросхем.

Разработка микросхем присутствует, но этот сегмент только начинает развиваться.

Во Вьетнаме на сегодня пейзаж в области микроэлектроники в основном сформирован зарубежными компаниями, американскими и южнокорейскими. На рынке страны действуют Intel, Samsung, Amkor, Qualcomm и Marvell, ASE, Texas Instruments, NXP, ON Semiconductor, Renesas Electronics, Infineon, Synopsys.

Новая стратегия Вьетнама, принятая решением премьер-министра Фам Миня, строится вокруг 5 основных целей: разработка специализированных чипов, стимулирование роста в секторе электроники (электронику планируется производить как на зарубежных чипах, так и на собственных); подготовка квалифицированных кадров; привлечение инвестиций и реализация других инициатив для стимулирования отрасли.

К 2050 году во Вьетнаме намерены создать 6 производств микросхем, 20 предприятий по упаковке/корпусированию и тестированию, а также сотни предприятий, специализирующихся в области дизайна микросхем.

Этап 1, 2024-2030

Должен подготовить почву для будущего роста, создав один завод и 50 тысяч инженеров.

Во время этапа 1 основное внимание уделяется использованию сильных сторон Вьетнама для привлечения прямых иностранных инвестиций и создания компетенций в области исследований, проектирования, производства и тестирования полупроводников. К концу этого этапа страна намерена создать не менее 100 проектных компаний, один небольшой завод по производству полупроводников и 10 предприятий по упаковке и тестирования.

Ожидается получение не менее $25 млрд дохода от полупроводников и подготовка рабочей силы – более 50 тысяч инженеров и выпускников университетов. К 2030 году во Вьетнаме ожидают от электронной промышленности $225 млрд, что потребует строительства дополнительных мощностей по сборке электроники.

Этап 2, 2030-2040

В этот период будет построено еще 2 фаба и подготовлено 100 тысяч инженеров. Кроме того, будет создано еще не менее 200 фирм по проектированию микросхем и 15 производств по упаковке и тестированию.

Доход полупроводниковой промышленности превысит $50 млрд в год, добавленная стоимость – 15-20%. Ожидается, что доход электронной промышленности к концу этапа превысит $485 млрд.

Этап 3, 2040-2050

Планируется построить еще 3 фаба и создать еще 300 компаний по проектированию микросхем и 20 предприятий по упаковке/
корпусированию и тестированию.

С 600 компаниями по проектированию микросхем, Вьетнам надеется стать лидером в области исследований и разработок в области полупроводников. Цели по доходам на фазе 3 установлены на уровне $100 млрд при одновременном повышении самодостаточности.

От электронной промышленности ожидают годовой доход в $1 трлн к 2050 году.

Для успехов проектов требуется решить еще множество проблем, начиная от нестабильного и недостаточного энергоснабжения, низкой заработной платы, проблем с технологической инфраструктурой.

Тем не менее, в этом плане видна четкая структура, назначены сроки. В США, на текущий момент, к этим вьетнамским планам относятся позитивно, впрочем, нужно еще дождаться результатов выборов в США, чтобы понять, будет ли поддержка с этой стороны.

@RUSmicro по материалам Tom’s hardware

#Вьетнам

🇹🇼 Производство памяти. DDR5. Тайвань

Рентабельность DDR5 превзойдет DDR4 в 1q2025

Таким прогнозом поделился тайваньский производитель памяти Nanya Technology через Digitimes Asia. Компания не справилась с убытками в 2024 году, но отмечает сильный спрос на память в связи с ИИ и здоровый спрос на рынке DDR5.

Nanya начала выпускать чипы DDR5 2-го поколения по техпроцессу 10нм (1B) в 4q2024. В компании ожидают, что рентабельность их выпуска превзойдет рентабельность производства чипов DDR4 по техпроцессу 20нм в 1q2025. Поскольку выход годных по процессу 10нм растет и на этот процесс переводятся все новые производственные мощности, то ожидается, что чипы DDR5 постепенно займут 30-50% от общего объема производства битов.

Несмотря на то, что рынок серверов ИИ помог стимулировать спрос на DDR5, а высокопроизводительные устройства с поддержкой ИИ часто оснащены большим объемом DRAM, продажи смартфонов начального и среднего уровня остаются низкими, ПК с ИИ еще не набрали значительной популярности, так что рынок потребительской электроники вряд ли восстановится в краткосрочной перспективе.

Массовое производство чипов DDR4 объемом 8 ГБ и DDR5 объемом 16 ГБ, использующих процесс второго поколения 1B, начнется в соответствии с графиком, а к концу четвертого квартала планируется достичь более 15% емкости.

Поскольку три ведущих производителя памяти все более пытаются перевести производственные емкости под выпуск HBM, DDR5 и передовые процессы, будет продолжаться сокращение запасов таких продуктов как DDR4, LPDDR4 и DDR3 DRAM.

В 2025 году Nanya планирует выпустить продукты LPDDR4 и LPDDR5 на основе процесса 1B и продолжить разработку своего процесса третьего поколения 10 нм (1C). Ключевым фактором будет повышение выхода годных при использовании этих процессов по мере наращивания объемов производства.

Ожидается, что выход битов на основе процесса 1B достигнет 25% от полной производственной мощности, если выход годных вырастет до 70-80%, а тейпаут – 15% от полной мощности. Если тейпаут достигнет 30%, то выход битов достигнет 50% от общей производственной мощности.

@RUSmicro по материалам DigiTimes Asia

#DDR5

🇰🇷 2нм. Контракты

Ambarella, Inc. закажет чипы по техпроцессу 2нм у Samsung

Это, безусловно, связано с ожидаемым трендом на выход ИИ в оконечные устройства.

В последние годы интерес к использованию облачного ИИ вызвал всплеск инвестиций в создание ЦОД и закупку мощных графических процессоров и соответствующей инфраструктуры, необходимой для обучения моделей. Прогнозируется, что на это участники рынка потратят около $160 млрд в 2025 году. А в целом глобальные инвестиции в ЦОД из-за спроса на облачный ИИ могут удвоиться до $2 трлн в течение нескольких следующих лет.

На фоне этих событий пока что менее заметен тренд на выход алгоритмов ИИ непосредственно в персональные устройства, смартфоны, ПК и ноутбуки. Периферийный ИИ обещает много преимуществ, включая возможности реагирования в реальном времени без необходимости высокоскоростного подключения к интернету и улучшенную конфиденциальность.

Аналитики прогнозируют, что к 2027 году почти 50% смартфонов будут иметь возможности генеративного ИИ, что значительно больше, чем 4% на текущий момент.

Внедрение периферийного ИИ сопряжено с техническими препятствиями. Прежде всего, пользовательским устройствам не хватает необходимой вычислительной мощности и памяти для поддержки больших моделей ИИ. Например, невозможен запуск модели OpenAI GPT-4, которая работает с около 1.8 трлн параметров на типичном смартфоне. Набирают популярность иные, специализированные модели ИИ, поскольку им требуется меньше обучающих данных, причем в некоторых приложениях они могут превосходить более крупные, более обобщенные модели. Эти легкие модели часто имеют открытый исходный код и предназначены для определенных целей, что упрощает их реализацию на потребительских устройствах.

Постепенно возможности запуска ИИ на смартфонах и ПК будет расти, как и доля устройств с возможностью поддержки больших моделей ИИ. Возможность получить ИИ-возможности в смартфоне будет стимулировать их обновления. Аналитики UBS прогнозируют, что совокупные продажи смартфонов и ПК могут превысить $700 млрд к 2027 году. Это, конечно, будет зависеть от степени привлекательности приложений.

Ambarella ранее заключила с Samsung контракт на чипы 5нм, а теперь договорилась с этой компанией о производстве чипов 2нм. Ранее в 2024 году Samsung Foundry представила новый техпроцесс 2нм под названием SF2A, специально разработанный для автомобильных полупроводниковых чипов. В Samsung обещают полностью подготовить этот процесс к массовому производству в 2027 году, но Ambarella рассчитывает на получение первых чипов уже в 2026 году.

Samsung пытается поставить производство кристаллов на пластинах по техпроцессу 2нм на мощностях в Тейлоре, Техас, США. В сентябре сообщалось, что пока что эти попытки сталкиваются с низким уровнем выхода годных изделий, который не превышает 10-20%. Этот уровень считается запретительным с точки зрения экономической целесообразности.

@RUSmicro по материалам
finance.yahoo.com #2нм

🇹🇼 Участники рынка. Производственные мощности. Тайвань

TSMC построит 2 дополнительных фабрики по производству чипов на Тайване

Вскоре начнутся экологические оценки проектов двух недавно анонсированных фабов, P4 и P5. Речь идет о заводах, которые планируется построить в Гаосюне. В результате общее число предприятий компании в регионе достигнет 5, включая ранее анонсированный фаб по технологии 2нм в технопарке Nanzih площадью 238 га в Гаосюне.

Компания заложила фундамент фаба P1 в августе 2022 года, массовое производство на объекте ожидается с 2025 года.

Фабы P2 и P3 также находятся на этапе строительства. Однако на территории, где строят фабрики, ранее стоял государственный нефтеперерабатывающий завод, поэтому компании пришлось провести масштабную операцию по рекультивации почвы и очистки, прежде чем начать строительные работы.

@RUSmicro по материалам datacenterdynamics.com
#TSMC

🇷🇺 Отечественные микроконтроллеры. Серийное производство. Россия

Ангстрем готовится к прохождению процедуры банкротства, в частности, в сентябре Ведомости писали, что представитель Минпромторга представил письменное ходатайство об утверждении арбитражного управляющего и введении процедуры наблюдения, а представитель ВЭБ.РФ ходатайство поддержал. Это, похоже, пока что особо не мешает предприятию заниматься рутинной производственной деятельностью.

Так, на прошлой неделе Ангстрем заявил, что компания освоила в серийном производстве 8-разрядный универсальный микроконтроллер КР1878ВЕ1 – далеко не новинку на российском рынке.

В частности, в мае 2022 года @RUSmicro сообщало о том, что Ангстрем запустил процесс сертификации микроконтроллеров КР1878ВЕ1.

Построенный на RISC-архитектуре, этот КМОП-микроконтроллер отличается низким током потребления и малым (18) количеством выводов.

Сфера применения КР1878ВЕ1 в гражданской промышленности:

▪️ устройства промышленной автоматизации;
- интернет вещей (IoT);
▪️ беспроводная периферия;
▪️ интеллектуальные сети;
▪️ охранные системы и сигнализация;
▪️ телеметрия;
▪️ мониторинг и управление климатом и освещением («Умный дом»), а также другие инфраструктурные системы.

Основные характеристики:
▪️ электрически стираемое ЭСППЗУ команд — 1К x 16 бит;
▪️ ЭСППЗУ данных — 64 x 8 бит;
▪️ ОЗУ данных — 128 x 8 бит;
▪️ 16 - разрядный таймер с 8 - разрядным делителем частоты;
▪️ сторожевой таймер с автономным генератором;
▪️ 2 порта ввода/вывода;
▪️ тактовая частота — (32 кГц ... 6 МГц);
▪️ напряжение питания — (4,0...6,0) В;
▪️ рабочая температура среды — (-40°С ...+85°С);
▪️ предельная температура среды — (-60°С – +100°С);
▪️ корпус — 18-выводной пластмассовый ДИП типа 2104.18-8.

Как сообщает Ангстрем, в связи с возросшей потребностью в электронных компонентах 1-го уровня осуществлён перевод изделия из опытного производства в серийное, с последующим внесением в Перечень Минпромторга согласно Постановлению Правительства РФ 719-ПП, что подтверждает все требования производства промышленной продукции на территории Российской Федерации.

Завершается работа по совершенствованию средств программирования и отладки микроконтроллера КР1878ВЕ1, в частности, реализована модификации программатора с USB-интерфейсом.

В развитие направления универсальных микроконтроллеров АО «Ангстрем» ведёт разработку универсального 32-разрядного микроконтроллера К1978ВЕ1У (проект «Трасса-1П») и его модификации К1978ВЕ1Т.

Новые микроконтроллеры имеют существенно расширенные параметры, сохраняя преемственность по отношению к КР1878ВЕ1, и также являются полностью отечественным продуктом, как на стадии разработки, так и производства.

@RUSmicro, фото - Авито

🇺🇸 Производственное оборудование. EUV High-NA. США

Intel завершила сборку второй системы EUV High-NA

Марк Филлипс, директор по литографическому оборудованию Intel, объявил, что компания успешно завершила установку двух систем EUV с высокой числовой апертурой на своем предприятии в Портленде, Орегон.

Здесь на фабе D1X развернуто экспериментальное производство, где отрабатываются новые техпроцессы, а затем внедряются на других фабриках компании.

Здесь, в частности, разрабатывают техпроцессы 14A и 14A-E с планами внедрений в тестовое производство в 2026 и в 2027 году, соответственно.

С со слов г-на Филлипса, установка 2-й системы High-NA EUV была завершена быстрее, чем первой, благо была заранее подготовлена вся необходимая инфраструктуры. Проверка масок, используемых для литографа High-NA EUV, началась по графику.

В отношении фоторезистов, которые требуются для машин High-NA, г-н Филипс заявил что пока что удается обходиться уже имеющимися CAR (химически усиленным фоторезистом), хотя в будущем еще может потребоваться переход на использование металлоксидных фоторезистов.

Ранее ASML подтвердила, что поставит свои новейшие системы High-NA EUV в TSMC к концу 2024 года. По слухам, первая машина уже прибыла в сентябре 2024 года.

В отношении Samsung ситуация не так ясна. Первоначально компания собиралась приобретать машины ASML High-NA EUV, но после замены главы подразделения Device Solutions на Джун Ён Хён, эти планы были пересмотрены.

@RUSmicro по материалам TrendForce

#фотолитография #EUV

🎓 Фотолитография. Ликбез. Россия

Большой текст в журнале Время Электроники,№09, 2024, автор - Дмитрий Боднарь: "Полупроводниковая микроэлектроника – 2024 г. Часть 1. У High-NA EUV-литографии имеется альтернатива вплоть до 1-нм технологии"

Рассматриваются особенности применяемой в массовом производстве технологии EUV-литографии в экстремальном диапазоне. В ближайшие 10 лет именно методы EUV-литографии с высокой числовой апертурой High-NA и Hyper-NA будут определять возможности масштабирования топологии микросхем.

▪️ EUV-литография становится слишком дорогой. Samsung применяет EUV-литографию на 20 слоях в 3-нм процессе, а при переходе на 2 нм их количество возросло на 30% – до 27 слоев. Ожидается, что в 1,4-нм процессе, намеченном к внедрению в 2027 г., появится свыше 30 слоев.
Расчетные затраты на 1 пластину по 5нм - $8468.

▪️ Многошаблонная Low—NA EUV-литография как альтернатива однократной High-NA EUV.

В настоящее время количество компаний – заказчиков микросхем по технологии менее 5 нм ограничено и практически не растет. В настоящее время цена каждой EUV-установки составляет примерно $181 млн. Сканеры EUV с высокой числовой апертурой NA нового поколения стоят $290–362 млн, в то время как ожидаемая стоимость EUV-оборудования с еще большим значением Hyper-NA может превысить $724 млн. Такие цены на оборудование выдвигают на первый план его окупаемость, которая может достигаться только заметным ростом производительности и значительным повышением цен на пластины с чипами.

TSMC пытается максимально отсрочить закупку EUV-сканеров с High-NA, используя более дешевое, простое EUV-оборудование и технологию с несколькими фотошаблонами. (В заметке @RUSmicro говорится о том, что ASML подтвердила, что поставит свои новейшие системы High-NA EUV в TSMC к концу 2024 года).

Доза – это мера энергии, достигающей пластины и вызывающей химическую реакцию в фоторезисте, которая превращает его из нерастворимого в растворимый, или наоборот.
ASML увеличивает мощность источника с каждой новой моделью EUV, но этого недостаточно для соответствия экспоненциально растущим требованиям к дозе. Таким образом, сканер должен замедлиться, чтобы каждое поле воздействия получило хотя бы минимальную дозу. Более высокая доза означает, что для сохранения производительности понадобится больше сканеров для того же количества пластин, то есть капитальные затраты увеличатся.

▪️ Есть доступная альтернатива техпроцессу EUV-литографии с высокой NA – технология двойного экспонирования с использованием сканеров с низкой NA. Такой процесс уже применяется некоторыми производителями микросхем и предполагает выполнение двух экспозиций с помощью EUV-инструмента с низкой числовой апертурой для печати одного слоя.

Преимущество в пропускной способности двойного рисунка с низкой числовой апертурой настолько велико, что, несмотря на необходимость вдвое большего количества проходов пластины через сканер, затраты на литографию ниже, чем при однократном экспонировании с высокой числовой апертурой. Расчеты показывают, что это верно для техпроцессов от 3 до 1 нм, которые, вероятно, будут представлены к 2030 г.

📌 Существует вероятность, что мощность, превышающая сегодняшние 600 Вт, способна увеличить износ оптики до неприемлемого уровня. (..)

#фотолитография