Процесс N2 от TSMC имеет большое преимущество перед 18A от Intel: плотность SRAM

4 декабря 2024, 16:33 / Технологии → Новости / Технологии

Учитывая, насколько интенсивно используются SRAM в современных конструкциях, размер и плотность ячеек SRAM являются основными характеристиками новых технологий изготовления. Судя по всему, плотность SRAM в производственном процессе Intel

Thumbnail: Intel «И́нтел» («Intel Corp.», МФА: [ˈɪntɛl ˌkɔːpə'reɪʃən]) — производитель электронных устройств и компьютерных компонентов (включая микропроцессоры, наборы системной логики (чипсеты) и др). Штаб-квартира — в Санта-Кларе (США, штат Калифорния). Википедия

18A (класс 1,8 нм) значительно ниже, чем у TSMC

Thumbnail: TSMC TSMC (аббревиатура от англ. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) — тайваньская компания, занимающаяся изучением и производством полупроводниковых изделий. Основана в 1987 году правительством Китайской республики и частными инвесторами. Штаб-квартира TSMC находится в г. Википедия

N2 (класс 2 нм), и, согласно предварительной программе ISSCC 2025, ближе к N3 TSMC. Тем не менее, Intel 18A может иметь и другие важные преимущества перед N2.

Процесс производства Intel 18A предусматривает использование битовой ячейки SRAM высокой плотности размером 0,021 мкм ^ 2 (таким образом, достигается плотность SRAM приблизительно 31,8 Мб/ мм ^ 2), что является значительным улучшением по сравнению с битовой ячейкой SRAM высокой плотности размером 0,024 мкм ^ 2 в Intel 4, но соответствует тому, что предлагают N3E и N5 от TSMC. В отличие от этого, технология производства TSMC N2 сокращает размер битовой ячейки HD SRAM примерно до 0,0175 мкм ^ 2, обеспечивая плотность SRAM 38 Мб/мм ^ 2.

И 18A, и N2 основаны на транзисторах gate-all-around (GAA), но, в отличие от Intel, TSMC удалось значительно сократить размер разрядных ячеек SRAM высокой плотности по сравнению с технологиями предыдущего поколения, в которых использовались транзисторы FinFET. Следует отметить, что в дополнение к размеру ячейки SRAM, ключевой характеристикой SRAM является ее энергопотребление, и мы на самом деле не знаем, как 18A и N2 соотносятся друг с другом в отношении этого показателя.

Строка 0 - ячейка 0	Intel 4	Intel 18A	N3	N3E	N2
Плотность SRAM	27,825 Мб/мм^2	31,8 Мб/мм^2	33,55 Мб/мм^ 2	31,8 Мб/мм^ 2	38 Мб/мм^2
Размер ячейки SRAM	0,0240 мкм^2	0,0210 мкм^2	0,0199 мкм^2	0,021 мкм^2	0,0175 мкм^2
HVM	Строка 3 - Ячейка 1	Строка 3 - ячейка 2	Четвертый квартал 2022 года	Четвертый квартал 2023 года	Второе полугодие 2025 года

Если говорить о Intel 18A, то этот узел имеет два основных преимущества перед своими предшественниками: GAA-транзисторы и сеть обратной передачи питания (BSPDN). BSPDN не только обещает улучшить подачу питания на транзисторы, тем самым повышая производительность некоторых конструкций, но и позволяет разработчикам уменьшить их размеры, тем самым увеличивая логическую плотность.

Несмотря на то, что в современных чипах используется большое количество SRAM, а его плотность имеет решающее значение для межузлового масштабирования, плотность логики важнее, чем плотность HDC SRAM. На данный момент мы не можем сравнить этот показатель для Intel 18A и TSMC N2. Кроме того, плотность логики трудно оценить, поскольку каждый технологический процесс имеет библиотеки с высокой плотностью, высокой производительностью и низким энергопотреблением, которые обычно смешиваются и сочетаются в рамках одного проекта. Что касается плотности логики для абстрактного процессора, Intel и TSMC еще предстоит раскрыть ее.

Одной из самых сложных задач при масштабировании с использованием современных технологических процессов является плотность SRAM из-за сложности ее конструкции, эксплуатационных требований к стабильности и надежности, а также повышенной вариативности на небольших узлах. Тем не менее, неудивительно, что некоторые современные технологии могут включать ячейки SRAM большего размера по сравнению с другими производственными узлами.

Источник: Tomshardware.com