Chinesische Staatsmedien sagten am Donnerstag, dass Semiconductor Manufacturing International Co. die Massenproduktion von Chips in seinem Fertigungsprozess der 14-nm-Klasse in seiner Fab SN1 in der Nähe von Shanghai, China, begonnen habe, unter Berufung auf einen lokalen Beamten. Vielleicht noch wichtiger ist, dass der Bericht auch behauptet, dass das Unternehmen, obwohl es nicht in der Lage ist, fortschrittliche Chip-Produktionsanlagen zu beschaffen, mit seinen 7-nm- und 5-nm-Knoten fortfährt.
„Mit der Fertigstellung von Shanghais Industriecluster für die 14-nm-Chips werden fortgeschrittenere Projekte in den 7-nm- und 5-nm-Prozessen beschleunigt“, sagte Chen Jia, ein Forschungsstipendiat für Strategie, in einem Gespräch mit staatlichen Unternehmen Globale Zeiten (öffnet in neuem Tab).
14nm ist da, N+1 auch
SMIC hat über seine N+1-Fertigungstechnologie gesprochen (öffnet in neuem Tab) – wird seit Anfang 2020 lose als Knoten der 7-nm-Klasse des Unternehmens betrachtet und beschrieb ihn als kostengünstige Alternative zum N7-Knoten von TSMC, der auf Lithographie-Tools für tiefes Ultraviolett (DUV) basiert. N+1 zielt darauf ab, den Stromverbrauch um 57 % zu reduzieren, die Leistung um 20 % zu steigern und den Logikbereich um bis zu 55 % – 63 % (für ausgewählte Strukturen) im Vergleich zu einem ähnlichen Chip zu reduzieren, der mit 14 nm von SMIC implementiert wurde. Solche Verbesserungen rechtfertigen nicht unbedingt das Etikett der „7-nm-Klasse“, das Analysten und Medien an den Knoten heften, aber sie sind greifbar genug, um N+1 nicht als Iteration der 14-nm- oder 12-nm-Prozesse von SMIC zu bezeichnen.
Aktuelle Erkenntnisse aus TechInsights (öffnet in neuem Tab) beweisen, dass N+1 von SMIC ähnlich ist TSMCs N10-ähnliche Technologie mit lockeren Regeln (öffnet in neuem Tab) und umfangreiche Design Technology Co-Optimization (DTCO)-Funktionen. Darüber hinaus ermöglicht es eine Logiktransistordichte von 89 Millionen Logiktransistoren pro Quadratmillimeter (89MT/mm^2), was es zu einer praktikablen Alternative der 7-nm-Klasse macht (zumindest für Logik, da die Skalierung von SRAM schwierig ist).
SMIC produziert MinerVa-Halbleiter (öffnet in neuem Tab)‘s Bitcoin-Mining-Chip seit Juli 2021 (öffnet in neuem Tab) ohne es preiszugeben. Das Unternehmen verwendet seine DUV-Ausrüstung, um diese winzigen ~25-W-Mining-Chips herzustellen. Sie sind einfach genug, um akzeptable Ausbeuten für kommerzielle Anwendungen zu erzielen, und dienen als Vehikel, um mehr über die Prozessleistung, Leistung und Defektdichte zu erfahren (zumindest was Logikzellen betrifft).
„Auch die Herstellung von 7-nm-Chips in China schreitet schneller voran als erwartet“, sagte Xiang Ligang, ein Technologieanalyst, gegenüber der staatlichen Global Times.
Da N+1 von SMIC qualifiziert und zumindest für eine begrenzte Produktion bereit ist, ist es offensichtlich, dass das Unternehmen ohne Produktionsanlagen für extremes Ultraviolett (EUV) leben kann, die es aufgrund von Sanktionen der US-Regierung nicht beschaffen kann. Ob das Unternehmen jedoch in der Lage sein wird, große und komplexe System-on-Chips mit seinem N+1-Knoten herzustellen, bleibt abzuwarten.
Vom Standpunkt der Logiktransistordichte könnte N+1 von SMIC eine Alternative für N7 von TSMC sein. Der weltweit größte Vertragshersteller von Chips verfügt jedoch bereits über weitaus fortschrittlichere Fertigungstechnologien, die Entwickler von hochkomplexen CPUs, Rechen-GPUs und verschiedenen anspruchsvollen Rechenzentrumschips ansprechen. Infolgedessen könnte es für SMIC schwierig sein, hochkarätige Kunden für N+1 zu gewinnen. Denken Sie daran, Huaweis HiSilicon (wahrscheinlich der größte Chipentwickler in China) zu bedienen; Es muss eine Exportlizenz aus den USA eingeholt werden, da viele Werkzeuge, die in den Fabriken von SMIC verwendet werden, aus Amerika stammen und Huawei unter strengen Sanktionen steht.
5 nm von SMIC?
SMIC erwähnte kurz seine N+2-Technologie im Jahr 2020. Während dies ein weiterer Evolutionsschritt von seinem 14-nm-Knoten ist, scheinen Chinas Analysten sie als Technologie der „5-nm-Klasse“ zu bezeichnen, da sie N+1 einen Schritt voraus ist und als a gilt Knoten der 7-nm-Klasse. DUV-Werkzeuge mit 193-nm-ArF-Laser haben jedoch bekannte Einschränkungen in Bezug auf die Auflösung, und die intensive Nutzung von Multi-Patterning, um kritische Abmessungen von Schaltkreisen zu verringern, wirkt sich auf die Ausbeute aus. Daher würden wir nicht erwarten, dass N+2 in Bezug auf die Transistordichte einen beträchtlichen Schritt vor N+1 liegt.
Da SMIC nun seit weit über zwei Jahren an seinem N+2-Knoten arbeitet (und Unternehmen neigen dazu, neue Knoten zu erwähnen, wenn sie eine mehr oder weniger klare Vorstellung von ihren Zielen und Wegen haben, diese zu erreichen), ist dies vernünftigerweise zu erwarten Der Herstellungsprozess wird manchmal im Jahr 2023 zum Tragen kommen. Allerdings seit der Aufnahme in die Unternehmensliste der US-Regierung Ende 2020 (öffnet in neuem Tab), SMIC hat sich bei Ankündigungen über seine Leistung bedeckt gehalten. Das Unternehmen sagte lediglich, dass es sich auf die Entwicklung fortschrittlicherer Chip-Packaging-Technologien konzentrieren werde (öffnet in neuem Tab) um eine heterogene Integration zu ermöglichen und die Unfähigkeit auszugleichen, die für Sub-10-nm-Technologien erforderliche Ausrüstung zu beschaffen.
Dennoch ist es sehr faszinierend zu sehen, wie ein staatliches Medium die 5-nm-Technologie von SMIC in seinem ziemlich detaillierten Bericht über die Massenproduktion von 14-nm-Chips von SMIC enthüllt.
Eine verschlungene Ankündigung
Um ehrlich zu sein, hat SMIC Chips mit seiner Fertigungstechnologie der 14-nm-Klasse hergestellt seit Ende 2019 (öffnet in neuem Tab) (Eines der Produkte ist das von Huawei HiSilicon Kirin 710A (öffnet in neuem Tab)) in seiner SN1-Fabrik. Obwohl der Prozess formell auf die Massenproduktion ausgerichtet ist, waren die tatsächlichen Stückzahlen so gering, dass das Unternehmen irgendwann aufhörte, den Beitrag des Knotens zu seinen Einnahmen zu melden, und ihn mit seinem 28-nm-Knoten, der nicht massiv war, in einer Kategorie zusammenführte entweder zum Gewinn des Unternehmens beitragen.
Wu Jincheng, Direktor der Shanghai Municipal Commission of Economy and Digitalization, wiederholte, dass SMIC mit der Massenproduktion von 14-nm-Chips begonnen habe. Auf einer Pressekonferenz am Mittwoch erwähnte er nichts über fortgeschrittenere Knoten, heißt es Globale Zeitendie „unabhängige“ Experten hervorbrachte, die über N+1 (7-nm-Klasse) und N+2 (5-nm-Klasse) Herstellungsprozesse sprachen.
Da alle interessierten Parteien bereits über die 14-nm-Fähigkeiten von SMIC Bescheid wissen, sieht der staatliche Medienbericht aus Shanghai wie eine verschlungene Art aus, die 5-nm-Absichten des Unternehmens als Pläne der US-Regierung, die Beschränkungen gegen den sich schnell entwickelnden chinesischen Halbleitersektor zu verschärfen, erneut zu betonen.