muroanxfile019
Member
Đầu tháng này, Mark Bohr từ Intel tình cờ tiết lộ hai thông tin quan trọng, thứ nhất nói đến thế giới bán dẫn nói chung và thứ hai chắc hẳn không phải là một tin tuyệt vời cho những người ủng hộ việc đưa vào sử dụng nhiều hơn các phương pháp sản xuất bán dẫn tiên tiến như in Thạch Bản bằng bức xạ tử ngoại (EUV – Extreme Ultraviolet Lithography). Theo Bohr, Intel đã phát triển một lộ trình để đẩy xuống mức 7nm và nó sẽ không cần tới công nghệ EUV.
Hiện tại thì điều đó có cơ sở như một tin tốt, và từ một quan điểm nhất định của hãng, nhưng họ cũng hàm ý rằng EUV đang được loại dần ra khỏi lộ trình 10nm, còn node 7nm vẫn ở trong vòng lưỡng lự. Trong một cuộc phỏng vấn với Semiconductor Engineering, khi được hỏi về việc sử dụng công nghệ EUV tại 10nm và 7nm, Bohr cho biết:
Điều này lặp lại báo cáo và dự đoán chúng tôi đã nghe trước đó về tình trạng hiện tại của EUV, nhưng rõ ràng rằng tình hình vẫn chưa có mấy khả quan so với những gì ASML đang xúc tiến trong tháng này. Trong bài phát biểu gần đây, công ty tuyên bố rằng họ có nhiều khách hàng đủ điều kiện để sử dụng EUV tại node 10nm. Đầu mùa hè này, IBM phát hành một bài báo tuyên bố rằng họ đã duy trì được nguồn ánh sáng EUV đủ lâu để chạy gần 700 wafer (mặc dù chúng ta nên lưu ý rằng công ty này không thực sự khắc hoặc sản xuất bất cứ thứ gì), theo nghĩa đen chỉ cần đưa wafer chạy qua chiếc máy in thạch bản.
Đây là vấn đề và tranh cãi trọng tâm xung quanh EUV. Mọi người đều đồng ý rằng công nghệ laze in thạch bản ngâm ARF (argon fluoride) hiện tại sẽ chỉ đạt được tại các node xử lý nhỏ hơn thông qua một quá trình sản xuất ngày càng khó khăn làm tăng chi phí và về lâu dài nó không thể đẩy xuống một node thấp hơn nào đó. Ngay cả ý kiến của Bohr về việc đạt đến mức 7nm cũng không thay đổi điều đó - trong thực tế, ông đã công khai thừa nhận rằng cho dù node 7nm hoạt động khi có EUV hay không, thì khả năng chuyển xuống các node thấp hơn là cực kỳ khó khăn.
Dựa vào việc cả Intel và TSMC đã đầu tư một số tiền đáng kể vào ASML vài năm trước đây, cho thấy điều đáng chú ý là Intel hiện đang có các động thái trái ngược nhau từ các đối tác của họ. Không phải là Intel từ bỏ EUV - trên thực tế, Bohr đã cho chúng ta thấy rõ ràng rằng nó vẫn là một công nghệ chủ chốt và duy nhất để tiến xuống một node thấp hơn, tuy nhiên công ty đang tiếp tục nghiên cứu các phương pháp thay thế một cách chính xác bởi vì EUV không còn được coi là một điều chắc chắn trong việc giúp làm tăng sản lượng và sẵn sàng cho giờ cao điểm của bất kỳ thời gian cụ thể nào. Bohr đã tiết lộ rằng Intel đang sử dụng khuôn ba lớp cho các lớp quan trọng đặc thù tại 14nm, vào thời điểm họ đạt đến 7nm, khuôn bốn lớp sẽ trở thành một điều cần thiết (giả sử công nghệ EUV không được sử dụng vào lúc đó). Khuôn hai lớp đã được phổ biến ở mức 20nm.
Các đối tác và ý tưởng về công nghệ liên kết die chip mới nhằm thay thế TSVs (Through Silicon Vias)
Hai chủ đề khác đáng để thảo luận trong thời điểm này là kế hoạch sản xuất của Intel và ý tưởng gần đây của họ về một hệ thống liên kết mới không dựa vào công nghệ Through Silicon Vias (TSVs). Ngày nay, việc xếp chồng chip dạng phẳng được kết nối trong quy trình 2.5D. Thay vào đó, họ sẽ sử dụng một phương pháp lật chip và chạm trực tiếp các liên kết để kết nối các die trong một pack. Công ty này tuyên bố ý tưởng mới cho phép giảm không gian lãng phí, chi phí thấp hơn, và mật độ có khả năng cao hơn.
Một thông tin chính thức khác cũng vừa được công bố là bộ phận sản xuất của Intel hiện đang làm việc với sáu khách hàng và đang trong quá trình tạo ra một danh mục IP nhằm cung cấp cho khách hàng một tập hợp toàn diện hơn về những lựa chọn khi họ hợp tác với công ty. Đây là khác biệt đáng kể từ tiêu chuẩn MO của Intel; công ty có lịch sử phát triển trên một tập hợp các lựa chọn hoặc quyết định về những công cụ và công nghệ sẽ triển khai tại một node nào đó, sau đó sử dụng chúng. Các nhà phân tích đã dự đoán rằng một phần của quá trình chuyển tiếp của Chipzilla trong gia công chip sẽ được đưa vào một mảng rộng các lựa chọn để cung cấp cho khách hàng, và quy trình này có vẻ như đang trong quá trình thực hiện.
Cho đến nay, chiến lược chung của Intel vẫn không thay đổi (làm việc với các khách hàng riêng biệt, cụ thể, là những người có thể được hưởng lợi từ chính chuyên môn của Intel và sẵn sàng trả tiền cho điều đó). Việc mở rộng các công cụ gia công và sản xuất chip của công ty là một cách để họ có thể đồng thời tăng lượng khách hàng tiềm năng, nhưng đến nay Intel vẫn cho thấy họ chưa quan tâm đến việc nhảy vào mảng gia công tổng thể như TSMC hay GlobalFoundries.
Theo Intel, khả năng mở rộng quy mô xuống các node mới một cách nhanh chóng và đều đặn vẫn luôn là một lợi thế của họ với các khách hàng, và sẽ cho phép họ mở rộng kinh doanh hơn nữa, nhưng công ty này vẫn chưa có điện báo tới các công ty mà họ dự kiến sẽ hợp tác hoặc họ sẽ tiết lộ điều này khi chắc chắn có các giao dịch kinh doanh mới.
Cơ hội thực sự để tiến xuống node 7nm và xa hơn nữa của Intel (hay bất cứ hãng nào) là gì?
Trong quá khứ, chúng tôi đã công khai ca ngợi tiến trình bán dẫn của Intel và khả năng sản xuất của họ. Ngay cả khi sự chậm trễ của Broadwell, thì trên thực tế công ty vẫn đi trước một bước đáng kể so với các công ty khác (giả sử Core M sẽ xuất xưởng và được bán trước khi kết thúc năm nay). Hơn nữa, phân tích sơ bộ của iPhone A8 so với Core M đã chỉ ra tính năng mở rộng vượt trội cho Intel, ít nhất là nằm ở kích thước SRAM.
Đó là tất cả những mặt tốt, nhưng luôn có một khía cạnh trái ngược cần phải thừa nhận một cách công bằng. Hầu như sự mở rộng quy mô và đưa vào áp dụng của Intel là một việc đều đặn từ trong quá khứ, tất cả những ưu điểm trong khả năng kết hợp giữa thiết kế và gia công của họ đã đưa họ tách sang một sân chơi riêng biệt, ở đó họ xoay quanh một thực tế là họ phải tăng thêm chi phí cho mỗi node, mất nhiều thời gian, đòi hỏi nhiều công nghệ tiên tiến phát triển, và node sau cho sản lượng ít hơn, mang đến lợi nhuận thấp hơn so với node trước.
Và đó là một sự thật. Một sự thật dành cho Intel, cho TSMC, và cả GlobalFoundries. Có một sự mỉa mai khi các fanboy đưa ra câu hỏi khá khó nhằn rằng công ty nào trong đó sẽ có mật độ bóng bán dẫn tốt hơn (đây là một câu chuyện mà chúng ta sẽ bàn tới ở những bài sau), điều này nằm trong các câu hỏi thực sự rất lớn của vật lý đang làm nản lòng tất cả mọi người.
Mọi người trong ngành công nghiệp bán dẫn muốn có EUV cho công việc của họ. Mọi người đều muốn một lộ trình tiêu chuẩn mới và một sự đảm bảo trong xúc tiến để họ có thể làm việc hướng theo các tiêu chuẩn đó. Mọi người đều muốn một phép màu mới có thể đưa họ trở lại với sự mở rộng của định luật Moore cổ điển, hoặc nếu điều đó là không đạt được, ít nhất phải có công nghệ nào đó cho phép tiếp tục cải thiện từ từ trong vòng 20 hoặc 30 năm tới.
Tôi vẫn nghĩ rằng nếu có ai có thể đưa tiến trình bán dẫn xuống node 7nm hoặc dưới mức này nữa thì nhìn từ góc độ kinh tế, kỹ thuật, Intel sẽ là công ty để làm điều đó và chữ "nếu" này bây giờ đã nhận được sự khẳng định lớn hơn một chút so với năm 2012.
Hiện tại thì điều đó có cơ sở như một tin tốt, và từ một quan điểm nhất định của hãng, nhưng họ cũng hàm ý rằng EUV đang được loại dần ra khỏi lộ trình 10nm, còn node 7nm vẫn ở trong vòng lưỡng lự. Trong một cuộc phỏng vấn với Semiconductor Engineering, khi được hỏi về việc sử dụng công nghệ EUV tại 10nm và 7nm, Bohr cho biết:
"... Chúng tôi muốn có công nghệ EUV cho node 7nm, nhưng tôi có thể không thực sự trông cậy vào điều đó. Vì vậy, chúng tôi cũng đang tìm hiểu một tùy chọn phiên bản không sử dụng EUV cho mức 7nm và nó có vẻ khả thi. Ở giai đoạn rất sớm này, chúng tôi có thể đạt được mật độ bán dẫn tốt hơn và chi phí thấp hơn. Nhưng nếu tôi có EUV, tôi có thể đạt được kết quả tốt hơn nhiều. Vì vậy, chúng tôi vẫn đang tìm kiếm và khám phá EUV cho 7nm, nhưng chúng tôi không hoàn toàn trông cậy vào nó ở mức tiến trình này."
Điều này lặp lại báo cáo và dự đoán chúng tôi đã nghe trước đó về tình trạng hiện tại của EUV, nhưng rõ ràng rằng tình hình vẫn chưa có mấy khả quan so với những gì ASML đang xúc tiến trong tháng này. Trong bài phát biểu gần đây, công ty tuyên bố rằng họ có nhiều khách hàng đủ điều kiện để sử dụng EUV tại node 10nm. Đầu mùa hè này, IBM phát hành một bài báo tuyên bố rằng họ đã duy trì được nguồn ánh sáng EUV đủ lâu để chạy gần 700 wafer (mặc dù chúng ta nên lưu ý rằng công ty này không thực sự khắc hoặc sản xuất bất cứ thứ gì), theo nghĩa đen chỉ cần đưa wafer chạy qua chiếc máy in thạch bản.
Đây là vấn đề và tranh cãi trọng tâm xung quanh EUV. Mọi người đều đồng ý rằng công nghệ laze in thạch bản ngâm ARF (argon fluoride) hiện tại sẽ chỉ đạt được tại các node xử lý nhỏ hơn thông qua một quá trình sản xuất ngày càng khó khăn làm tăng chi phí và về lâu dài nó không thể đẩy xuống một node thấp hơn nào đó. Ngay cả ý kiến của Bohr về việc đạt đến mức 7nm cũng không thay đổi điều đó - trong thực tế, ông đã công khai thừa nhận rằng cho dù node 7nm hoạt động khi có EUV hay không, thì khả năng chuyển xuống các node thấp hơn là cực kỳ khó khăn.
Thông thường, các nhà cung cấp thiết bị phi EUV hiện đang tranh cãi rằng họ có thể mở rộng tốt hơn so với EUV. Nhưng các đối số trong quá khứ lại cho thấy điều hoàn toàn ngược lại.
Dựa vào việc cả Intel và TSMC đã đầu tư một số tiền đáng kể vào ASML vài năm trước đây, cho thấy điều đáng chú ý là Intel hiện đang có các động thái trái ngược nhau từ các đối tác của họ. Không phải là Intel từ bỏ EUV - trên thực tế, Bohr đã cho chúng ta thấy rõ ràng rằng nó vẫn là một công nghệ chủ chốt và duy nhất để tiến xuống một node thấp hơn, tuy nhiên công ty đang tiếp tục nghiên cứu các phương pháp thay thế một cách chính xác bởi vì EUV không còn được coi là một điều chắc chắn trong việc giúp làm tăng sản lượng và sẵn sàng cho giờ cao điểm của bất kỳ thời gian cụ thể nào. Bohr đã tiết lộ rằng Intel đang sử dụng khuôn ba lớp cho các lớp quan trọng đặc thù tại 14nm, vào thời điểm họ đạt đến 7nm, khuôn bốn lớp sẽ trở thành một điều cần thiết (giả sử công nghệ EUV không được sử dụng vào lúc đó). Khuôn hai lớp đã được phổ biến ở mức 20nm.
Các đối tác và ý tưởng về công nghệ liên kết die chip mới nhằm thay thế TSVs (Through Silicon Vias)
Hai chủ đề khác đáng để thảo luận trong thời điểm này là kế hoạch sản xuất của Intel và ý tưởng gần đây của họ về một hệ thống liên kết mới không dựa vào công nghệ Through Silicon Vias (TSVs). Ngày nay, việc xếp chồng chip dạng phẳng được kết nối trong quy trình 2.5D. Thay vào đó, họ sẽ sử dụng một phương pháp lật chip và chạm trực tiếp các liên kết để kết nối các die trong một pack. Công ty này tuyên bố ý tưởng mới cho phép giảm không gian lãng phí, chi phí thấp hơn, và mật độ có khả năng cao hơn.
Một thông tin chính thức khác cũng vừa được công bố là bộ phận sản xuất của Intel hiện đang làm việc với sáu khách hàng và đang trong quá trình tạo ra một danh mục IP nhằm cung cấp cho khách hàng một tập hợp toàn diện hơn về những lựa chọn khi họ hợp tác với công ty. Đây là khác biệt đáng kể từ tiêu chuẩn MO của Intel; công ty có lịch sử phát triển trên một tập hợp các lựa chọn hoặc quyết định về những công cụ và công nghệ sẽ triển khai tại một node nào đó, sau đó sử dụng chúng. Các nhà phân tích đã dự đoán rằng một phần của quá trình chuyển tiếp của Chipzilla trong gia công chip sẽ được đưa vào một mảng rộng các lựa chọn để cung cấp cho khách hàng, và quy trình này có vẻ như đang trong quá trình thực hiện.
Cho đến nay, chiến lược chung của Intel vẫn không thay đổi (làm việc với các khách hàng riêng biệt, cụ thể, là những người có thể được hưởng lợi từ chính chuyên môn của Intel và sẵn sàng trả tiền cho điều đó). Việc mở rộng các công cụ gia công và sản xuất chip của công ty là một cách để họ có thể đồng thời tăng lượng khách hàng tiềm năng, nhưng đến nay Intel vẫn cho thấy họ chưa quan tâm đến việc nhảy vào mảng gia công tổng thể như TSMC hay GlobalFoundries.
Theo Intel, khả năng mở rộng quy mô xuống các node mới một cách nhanh chóng và đều đặn vẫn luôn là một lợi thế của họ với các khách hàng, và sẽ cho phép họ mở rộng kinh doanh hơn nữa, nhưng công ty này vẫn chưa có điện báo tới các công ty mà họ dự kiến sẽ hợp tác hoặc họ sẽ tiết lộ điều này khi chắc chắn có các giao dịch kinh doanh mới.
Cơ hội thực sự để tiến xuống node 7nm và xa hơn nữa của Intel (hay bất cứ hãng nào) là gì?
Trong quá khứ, chúng tôi đã công khai ca ngợi tiến trình bán dẫn của Intel và khả năng sản xuất của họ. Ngay cả khi sự chậm trễ của Broadwell, thì trên thực tế công ty vẫn đi trước một bước đáng kể so với các công ty khác (giả sử Core M sẽ xuất xưởng và được bán trước khi kết thúc năm nay). Hơn nữa, phân tích sơ bộ của iPhone A8 so với Core M đã chỉ ra tính năng mở rộng vượt trội cho Intel, ít nhất là nằm ở kích thước SRAM.
Đó là tất cả những mặt tốt, nhưng luôn có một khía cạnh trái ngược cần phải thừa nhận một cách công bằng. Hầu như sự mở rộng quy mô và đưa vào áp dụng của Intel là một việc đều đặn từ trong quá khứ, tất cả những ưu điểm trong khả năng kết hợp giữa thiết kế và gia công của họ đã đưa họ tách sang một sân chơi riêng biệt, ở đó họ xoay quanh một thực tế là họ phải tăng thêm chi phí cho mỗi node, mất nhiều thời gian, đòi hỏi nhiều công nghệ tiên tiến phát triển, và node sau cho sản lượng ít hơn, mang đến lợi nhuận thấp hơn so với node trước.
Và đó là một sự thật. Một sự thật dành cho Intel, cho TSMC, và cả GlobalFoundries. Có một sự mỉa mai khi các fanboy đưa ra câu hỏi khá khó nhằn rằng công ty nào trong đó sẽ có mật độ bóng bán dẫn tốt hơn (đây là một câu chuyện mà chúng ta sẽ bàn tới ở những bài sau), điều này nằm trong các câu hỏi thực sự rất lớn của vật lý đang làm nản lòng tất cả mọi người.
Một Wafer 22nm Intel Bay Trail.
Mọi người trong ngành công nghiệp bán dẫn muốn có EUV cho công việc của họ. Mọi người đều muốn một lộ trình tiêu chuẩn mới và một sự đảm bảo trong xúc tiến để họ có thể làm việc hướng theo các tiêu chuẩn đó. Mọi người đều muốn một phép màu mới có thể đưa họ trở lại với sự mở rộng của định luật Moore cổ điển, hoặc nếu điều đó là không đạt được, ít nhất phải có công nghệ nào đó cho phép tiếp tục cải thiện từ từ trong vòng 20 hoặc 30 năm tới.
Tôi vẫn nghĩ rằng nếu có ai có thể đưa tiến trình bán dẫn xuống node 7nm hoặc dưới mức này nữa thì nhìn từ góc độ kinh tế, kỹ thuật, Intel sẽ là công ty để làm điều đó và chữ "nếu" này bây giờ đã nhận được sự khẳng định lớn hơn một chút so với năm 2012.
Theo Extremetech
Chỉnh sửa lần cuối:
