Снижение масштаба техпроцесса увеличивает плотность транзисторов и уменьшает площадь кристаллов, что ведёт к увеличению выхода микросхем и снижению их себестоимости. На этапе ввода новинок в строй покупателям это практически незаметно. Однако цены понемногу снижаются по мере возврата вложений в разработку. Подавив в себе желание бежать в магазин в день анонса, позже можно будет заметно сэкономить на модернизации. С решениями класса 20 нм и 14 нм это может быть не так. Процессоры и GPU на основе данных техпроцессов могут оказаться достаточно дорогими по себестоимости, чтобы дешеветь в разумные сроки. Почему? Послушаем выступление представителя европейского центра IMEC на конференции International Electron Devices Meeting (IEDM).

Проблем несколько. Во-первых, начиная с 20 нм, для литографического процесса потребуется двойное экспонирование — попеременное использование двух фотошаблонов, а каждая маска — это немалые деньги и время, которое тоже не копеечка. Для 14-нм производства надо будет подготавливать уже три фотошаблона. Эти требования вызваны тем, что 20-нм и 14-нм техпроцессы приходится адаптировать под текущую «мокрую» литографию и 193-нм сканеры. Будь у нас в запасе производство с помощью EUV-сканеров, всё было бы намного дешевле, ведь тогда нужен был бы всего один шаблон. Но с проекцией в жёстком ультрафиолете пока не очень хорошо — мощности источника излучения ощутимо не хватает для запуска коммерческого EUV-производства. И вряд ли проблема будет решена до 2014 года, когда Intel планирует начать выпуск 14-нм процессоров.

Согласно оценкам IMEC, 14-нм производство с помощью 193-нм сканеров будет на 90% дороже чем современное 28-нм производство (в пересчёте на одну пластину). Переход на 13-нм EUV-сканеры поднял бы себестоимость меньше — на 60%. При этом введение второй фотомаски для 20-нм производства удорожит себестоимость пластин на 40%. Резюмируя, вернуть прежние темпы в снижении себестоимости кристаллов можно лишь при условии перехода на литографию в крайнем ультрафиолетовом диапазоне. Но само по себе это может не стать панацеей, поскольку сам переход на новое оборудование потребует довольно больших затрат. Нет счастья в жизни!

Второй момент, который следует из двойного, тройного и так далее экспонирования — это то, что разработчикам придётся снизить конструкторские нормативы. Не ослабив требования к «качеству» полупроводников, о нормальном выходе «годных» кристаллов можно даже не мечтать. Отсюда следует, что характеристики продукции начнут плавать, а их усреднённые параметры дадут прирост качественных показателей много скромнее, чем раньше. К примеру, снижение масштаба техпроцесса до эры 32 нм в среднем позволял говорить о 30% росте производительности с каждым новым шагом. Переход с 32 нм на 28 нм оказался не столь эффектен, как раньше. Выпуск 14-нм решений едва ли осилит планку роста производительности на уровне 15% по отношению к 20-нм техпроцессу. А ведь ещё есть такая проблема, что едва ли не каждый новый техпроцесс теперь потребует разработки новой конструкции транзистора или поиска нового материала для него.

Как заметил в комментариях к этой заметке на EE Times один из посетителей, Закону Мура начал дышать в затылок Закон Мёрфи. И в этом что-то есть! Если что-то может пойти не так, оно так и пойдёт. Компании Intel надо сильно постараться, чтобы продлить жизнь Закону Мура после 14 нм.
 

Копаст: overclockers.ru