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TSMC rajoute des détails sur ses prochains nodes de gravure en 5 et 3 nm

Nous vous en parlions il y a maintenant quelques semaines, les futures gravures en 3 nm risque fortement d'être le prochain node mainstream des fondeurs, puisque les difficultés pour aller au-delà bloqueront la réduction de la taille de gravure pour un certain temps. TSMC a donc clarifié sa stratégie pour atteindre ce point futur vers 2022, en faisait une petite escale du côté du 5 nm.

 

En effet, si le 7 nm est un node particulièrement utilisé, son amélioration le N7+ ne convainc pas suffisamment le marché des semi-conducteurs, qui a préféré passer directement sur le N5. Il faut dire que la stratégie du fondeur taïwanais est plutôt agressive : plutôt que d'attendre les autres technologies de gravure plus modernes - EUV, GAAFET, Nanosheet... -, TSMC préfère employer le DUV et des FinFET pour fournir rapidement du 5 nm "classique" à sa clientèle. Ce passage brutal serait lié à un rendement plus important sur ce node, qui permettrait à TSMC d'obtenir une production plus rentable, tout en étant plus performante. 

 

Un grand classique chez les fondeurs, la suite des opérations sera une évolution minime vers un N5P, qui gagnera environ 5 % en fréquence et 10 % en économie d'énergie, ce qui reste minime. Les mauvaises habitudes de renommage seront aussi de la partie avec un node intermédiaire N4, qui ne sera que du N5 gravé en EUV cette fois. La production en masse n'est annoncée que pour 2022 cependant, ce qui laisse le temps au N5 et N5P de s'imposer sur le marché pour les prochaines générations de CPU et de GPU à venir.

 

Enfin, ce sera au tour de la star tant attendu, le 3 nm. TSMC ne fait pas le même choix que Samsung, qui préfère attendre l'arrivée des GAAFET, et lancera sa production de masse vers la seconde moitié de 2022 pour son node, en FinFET toujours, mais avec des "innovations". Probablement que l'EUV sera de la partie, et le gain annoncé par rapport au N5 reste dans la logique : 25 à 30 % sur le rendement énergétique, 10 à 15 % sur les fréquences et 42 % sur la densité.

 

Il reste à savoir si les promesses seront tenues et si le calendrier semble réaliste, mais il est fort probable que l'impact de ces améliorations ne sera pas toujours aussi conséquent selon si la gravure sera employée pour de la mémoire, des CPU, des GPU ou des dies pour les puces de communication. Et surtout, nous aimerions voir à terme si TSMC compte changer les technologies des transistors, car réduire la taille de gravure est une chose, mais ce ne sera pas le seul point important. (source : Anandtech)

 

tsmc futur wafer voyant

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par Ideal, le Vendredi 28 Août 2020 à 06h42  
par Guillaume L., le Jeudi 27 Août 2020 à 08h12
tu verras que le 5 nm (et non pas le N5) est soit en DUV, soit en EUV. Merci de fournir des sources lorsque l'on affirme des propos contradictoire, ça pourrait être plus constructif.
Huum pas très clair cette histoire de faire le distinguo entre 5 nm et N5 alors que Jemporte parle exclusivement de N5 et N4 donc du 5 nm certes mais ptet pas tout les 5 nm non plus...
Pour les sources y en a qui vont dans son sens il semblerait, dommage qu'il ne les fournisse pas... Elles sont ptet un peu vieille genre 1 ans 2 ans mais dans cette industrie c'est considéré comme du court terme donc c'est plutôt récent on peut dire .
Entre autre ces paragraphes spécifiquement, ainsi que le reste des articles:
-TSMC yet has to detail its 5 nm manufacturing technology, [...] it is evident that this fabrication process will rely significantly on EUV lithography
-TSMC emphasized the extensive use of EUV with this process[...]If N5 was a multi-patterning DUV-based process, the mask count would have ballooned up to 1.91x.[..] Without EUV, 5 nm would have been at 115 masks
par Ideal, le Vendredi 28 Août 2020 à 06h33  
***Suite du post***
Pour ce que j'en ai compris, même si les N5, N4 et N7+ sont EUV based, ils comprennent aussi un nombre de layers qui sont pas forcément tous en EUV (donc DUV voir même encore d'autres) ce qui expliquerait ptet l'incompréhension avec ta source ou il est dit:
-TSMC's upcoming N5 process node which represents its 2nd generation deep-ultraviolet (DUV) and extreme-ultraviolet (EUV) process node
N4 utiliserait un ratio encore + important de EUV par rapport à N5 mais, je suppose, tout en ayant aussi du DUV sur certains layers.
-Beyond N5P, TSMC is also introducing the N4 node that represents a further evolution from the N5 process, employing further EUV layers to reduce masks
Voilà comment j'ai compris les choses ici.
Hâte de voir ta réponse on peut que avancer de toutes manières
par Un ragoteur Gaulois embusqué, le Jeudi 27 Août 2020 à 23h05  
Pour Ragots embusqué

Et le 7 nm sera l'équivalent d'un 5 tmsc aussi en densité sauf changement de dernière minute, après pour les performances, bon verra. Et d'ici la, tmsc sera en peut en 3 nm dans son procédé mais aussi on verra les performances.
On a vu avec nvidia qu'une bonne architecture est meilleure qu'une meilleure gravure soit avec le 12 nm (12 nm) de Nvidia et 7 nm d'AMD (tmsc) en gpu, donc je préfère me baser la dessus pour le futur et non sur la densité de gravure.
par Un ragoteur Gaulois embusqué, le Jeudi 27 Août 2020 à 22h57  
Pour Ragots embusqué

Pour le commentaire du dessous qui pense encore que intel peut rivaliser, non. Leur 10 nm est moins bon que le 7nm tsmc sur tout les points, y compris la densité. Leur 7nm se rapprochera plus du 7nm tsmc et n'est prévu que en 2022 / 2023. Le 5nm n'en parlons même pas. C'est pas une génération de retard qu'a intel, mais 2 voire 3. (oui ça fait mal). Après c'est moins grave car ils font des processeur, la capacité à monter en fréquence est plus importante que la densité. C'est pour ça qu'ils s'en sortent. Pour les GPU et les soc par contre c'est crucial (+ de transistor = + de core GPU par exemple). C'est pas pour rien que les rumeurs disent que intel fera fabriquer une partie de ses GPU chez TSMC ou Samgung.[/quo

Il faut arrêter de raconter n'importe quoi la dessus, le 10 nm d'Intel est superieur en densité par rapport au 7 nm de tmsc ce qui n'est plus à prouver, il suffit de chercher pas trouver pour le savoir.
Si Intel veut fabriquer ses gpu à tmsc ou samsung si tu veux, c'est uniquement le fait que son process n'est pas assez bon et trop rebut pour satisfaire la production en masse pour les processeurs et gpu.
Le 14 nm est quasiment au niveau en terme de performance multicore et du 7 nm des processeurs amd, Ryzen 3000 actuel, c'est dire. En monocore comme les 14 nm monte plus en fréquence, il permette même d'etre légèrement devant avec une consommation superieur c'est vrai et on voit clairement les limites du 14 nm, c'est un fait, mais donc 7 nm de tmsc n'est pas si bon que cela en terme de performance pure, il est très bon en process pour le taux de rebut, consommation, etc.
Donc on est très loin de ce que tu dis.
Le 10 nm Intel n'est pas bon et ne l'a jamais été jusqu'à maintenant, mais y aura du mieux en 2021 mais pas assez pour les gpu.
par Guillaume L., le Jeudi 27 Août 2020 à 08h12  
par Jemporte, le Mercredi 26 Août 2020 à 15h12
Vous parlez d'un N4 qui ne serait que du N5 gravé en EUV cette fois. Je confirme que le N5 est déjà en EUV. A partir du N7+ chez TSMC, les couches EUV apparaissent et en N5, normalement, on estime que c'est du Full EUV pour les circuits essentiels.
Relis la source plutôt que de faire des supposition, tu verras que le 5 nm (et non pas le N5) est soit en DUV, soit en EUV. Merci de fournir des sources lorsque l'on affirme des propos contradictoire, ça pourrait être plus constructif.
par Jemporte, le Mercredi 26 Août 2020 à 15h12  
Vous parlez d'un N4 qui ne serait que du N5 gravé en EUV cette fois. Je confirme que le N5 est déjà en EUV. A partir du N7+ chez TSMC, les couches EUV apparaissent et en N5, normalement, on estime que c'est du Full EUV pour les circuits essentiels.
par Guillaume L., le Mercredi 26 Août 2020 à 07h07  
par Une ragoteuse à forte poitrine en Auvergne-Rhône-Alpes, le Mardi 25 Août 2020 à 22h53
Bref, on est déjà sortie de la grosse phase où on améliorait les circuits en reduisant juste la taille des transistors, mais on commence une phase ou on va optimiser les circuits j'ai cité quelque piste mais il y en a plein d'autres, et cela va prendre plus de 10ans cette phase d'optimisation. Par contre effectivement cela va être plus lent.
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En effet, au lieu de chercher à autant réduire, une amélioration un poil plus dans les fondements serait à envisager, mais ça n'est pas aussi rapide.

Il est fort probable que ce sera l'étape 3 nm qui amènera à tout ça
par Une ragoteuse à forte poitrine en Auvergne-Rhône-Alpes, le Mardi 25 Août 2020 à 22h53  
par inso, le Mardi 25 Août 2020 à 20h20
sauf s'ils arrivent à produire des CPU quantiques
Non le quantique n'a rien à voir, ce sont des accélérateurs pour certains types de calcul spécifiques. Pas pour faire des ordinateurs general purpose.
par Ragots embusqué, le Mardi 25 Août 2020 à 20h03
On peut pas aller plus bas parce qu'on va atteindre la taille des atomes
Non la taille et le nom ne correspondent pas. Le nombre dans le nom sert à qualifier la densité. Il existe plein de piste pour continuer à augmenter la densité (ex: CFET transistor). Par contre, la puissance dissipée est un vrai mur que l'on se prend depuis longtemps, le dennard scaling est mort depuis un moment. Mais il y a des pistes aussi pour consommer moins (ex: GAAFET) et pour mieux refroidir (nanofluids). Il y a des pistes pour améliorer l'alimentation des transistors (buried power rail) et on peut aussi changer le design des circuits pour retirer de la logique non-utile (RISC-V).

Bref, on est déjà sortie de la grosse phase où on améliorait les circuits en reduisant juste la taille des transistors, mais on commence une phase ou on va optimiser les circuits j'ai cité quelque piste mais il y en a plein d'autres, et cela va prendre plus de 10ans cette phase d'optimisation. Par contre effectivement cela va être plus lent.

Un autre facteur important qu'on oublie souvent c'est le prix de conception des circuits pour ces nouvelles technologie, lui aussi risque d'être un facteur limitant un jour. Pour le réduire il faut améliorer les outils pour gagner du temps. Peut-être même concevoir des nouveaux langages de description matériel.

Et on peut aussi imaginer des efforts pour améliorer le software
par inso, le Mardi 25 Août 2020 à 20h20  
par Ragots embusqué, le Mardi 25 Août 2020 à 20h03
On peut pas aller plus bas parce qu'on va atteindre la taille des atomes, que le courant ne peut plus circuler correctement si il n'y a pas assez d'atome sur les pistes, que les effets quantique viennent perturber le fonctionnement.

La limite sera 1 ou 2 nm, donc oui d'ici la fin de la décennie on aura atteint la fin de cette progression. (ça parle d'empiler plusieurs couche, mais ça n'ira pas pour les processeur à cause du dégagement thermique, refroidir une couche est déjà difficile...) Ensuite les amélioration seront beaucoup plus lente que maintenant. Sauf si il y a des nouvelles technologies bien sûr. Mais là il ne s'agit plus de simplement changer un matériau, changer la forme du transistor ou changer les longueur d'onde utilisé pour la gravure. Il faudrait complètement changer de technologie et ça prendra du temps (il faut trouver cette technologie, et réussir à l'industrialiser).
En effet on atteint la limite physique de la gravure. La prochaine évolution technologique majeure c'est pas pour tout de suite, sauf s'ils arrivent à produire des CPU quantiques et surtout à les adapter aux instructions et calculs de nos CPU actuels.

La preuve, on assiste aujourd'hui à une multiplication du nombre de coeurs/thread, c'est bien pour palier au fait la technologique actuelle est arrivée au bout. On est plus sur de l'évolution mais de l'optimisation.
par Ragots embusqué, le Mardi 25 Août 2020 à 20h03  
par Un Pipotronneur d'Occitanie, le Mardi 25 Août 2020 à 19h50
Picomètre, pourquoi ne pourrait-on pas faire plus petit ? Parce qu'aujourd'hui on pense qu'on ne peut pas aller plus loin ?
Ils sont là pour repousser les limites, ils trouveront un moyen.
On peut pas aller plus bas parce qu'on va atteindre la taille des atomes, que le courant ne peut plus circuler correctement si il n'y a pas assez d'atome sur les pistes, que les effets quantique viennent perturber le fonctionnement.

La limite sera 1 ou 2 nm, donc oui d'ici la fin de la décennie on aura atteint la fin de cette progression. (ça parle d'empiler plusieurs couche, mais ça n'ira pas pour les processeur à cause du dégagement thermique, refroidir une couche est déjà difficile...) Ensuite les amélioration seront beaucoup plus lente que maintenant. Sauf si il y a des nouvelles technologies bien sûr. Mais là il ne s'agit plus de simplement changer un matériau, changer la forme du transistor ou changer les longueur d'onde utilisé pour la gravure. Il faudrait complètement changer de technologie et ça prendra du temps (il faut trouver cette technologie, et réussir à l'industrialiser).
par Ragots embusqué, le Mardi 25 Août 2020 à 19h57  
TSMC au-dessus des autres comme d'hab. Déjà à l'époque du 14/16nm ils étaient au-dessus de Samsung (les Iphones TSMC avaient une meilleurs autonomie que les Samsung. Samsung a bien sorti un 14nm+ pour égaliser TSMC mais en retard).
Sur le 7nm rebelote. TSMC sort sont 7nm sans utiliser l'EUV ce qui permet d'être prêt avant tout le monde. Samsung voulais aller directement sur l'EUV pour prendre de l'avance, résultat ils ont eu du retard et ont du sortir leur galaxy S10 en 8nm (du 10nm+) alors que l'Iphone était en 7nm depuis 6 mois. Gros échec.
sur le 5 nm TSMC est en avance.
Sur le 3 nm aussi, TSMC veut faire une première version en finfet (réservé au SOC mobile sûrement) et sortira seulement dans un deuxième temps un 3nm en utilisant un nouveau type de transistor. Samsung comme pour le 7nm n'a pas prévu de 3nm en finfet, si les nouveaux transistors se révèlent difficile à industrialiser ou ont un rendement faible, samsung se retrouvera sans rien face au 3nm TSMC.

Pour le commentaire du dessous qui pense encore que intel peut rivaliser, non. Leur 10 nm est moins bon que le 7nm tsmc sur tout les points, y compris la densité. Leur 7nm se rapprochera plus du 7nm tsmc et n'est prévu que en 2022 / 2023. Le 5nm n'en parlons même pas. C'est pas une génération de retard qu'a intel, mais 2 voire 3. (oui ça fait mal). Après c'est moins grave car ils font des processeur, la capacité à monter en fréquence est plus importante que la densité. C'est pour ça qu'ils s'en sortent. Pour les GPU et les soc par contre c'est crucial (+ de transistor = + de core GPU par exemple). C'est pas pour rien que les rumeurs disent que intel fera fabriquer une partie de ses GPU chez TSMC ou Samgung.
par Un Pipotronneur d'Occitanie, le Mardi 25 Août 2020 à 19h50  
par piratees, le Mardi 25 Août 2020 à 17h59
y aura quoi après le Nanomètre il vont faire encore plus petit
Picomètre, pourquoi ne pourrait-on pas faire plus petit ? Parce qu'aujourd'hui on pense qu'on ne peut pas aller plus loin ?
Ils sont là pour repousser les limites, ils trouveront un moyen.