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Intel vient d'annoncer lors de la présentation de ses résultats trimestriels que le 10nm sera de nouveau retardé. La production en volume ne débutera ainsi plus au second semestre 2018 mais en 2019, sans plus de précisions. Le fabricant insiste sur le fait qu'il fabrique et livre des produits (lesquels ?) 10nm en faible volume, mais le taux de rebus est encore trop élevé et nécessite des améliorations qui nécessitent encore du temps pour être implémentées et qualifiées.

Début 2017, Intel positionnait le 10nm pour mi 2017 sur ce graphique

Le 14nm d'Intel va donc encore être appelé à la rescousse cette année, en plus de Cascade Lake pour les serveurs qui sera également décliné en version Core i7 LGA 2066, un Whiskey Lake (!) a priori destiné au marché de portable.

En quelques années Intel aura donc perdu son avance sur ses concurrents, puisque dans le même temps TSMC vient de confirmer que sa production en 7nm, dont la densité est a priori équivalente en pratique au 10nm Intel, a bien débuté ce second trimestre comme prévu.

Il s'agit d'une première étape pour le taiwanais avant le "N7+" prévu pour l'an prochain et qui intégrera un peu d'EUV et offrira une densité en hausse de 20% pour une consommation en baisse de 10%.

TSMC a également annoncé ses résultats un peu plus tôt dans le mois, l'occasion d'une conférence auprès des analystes qui aura été la dernière de Morris Chang, le Chairman et fondateur de TSMC. Il avait annoncé en fin d'année dernière qu'il prendrait sa retraite en juin 2018.

Sur l'année 2017, TSMC a réalisé un chiffre d'affaire de 32.1 milliards de dollars pour un résultat net de 11.2 milliards. Des chiffres qui progressent modestement en apparence par rapport à 2016, +3.1% et +2.6% en New Taiwan Dollar (+9.1% en dollars US, avec les effets du change).

On notera que sur le dernier trimestre, le 10nm (utilisé quasi exclusivement par Apple) représente 25% du chiffre réalisé ce qui est assez massif. Sur 2017, le 10nm aura compté pour 10% du chiffre de TSMC. Les technologies "avancées", à savoir le 28nm et les nodes suivant ont compté pour 58% du chiffre d'affaire engrangé par les ventes de wafers, contre 54% en 2016.

Les futurs process ont été évoqués, le 5nm (qui utilisera l'EUV chez TSMC) est prévu pour une production risque au premier trimestre 2019. TSMC indique avoir déjà atteint de bons yields sur des puces test de SRAM, et le niveau de développement est aussi avancé que pour le 7nm.

En ce qui concerne l'EUV, TSMC s'est félicité d'avoir obtenu des yields élevés en 7nm+ (la version EUV du 7nm de TSMC qui sera introduite dans un second temps) et 5nm. La question des sources lumineuses semble en passe d'être réglée, TSMC indiquant utiliser actuellement des sources 160 watts (on était à 125W l'année dernière), tandis que les sources 250W (annoncées par ASML l'été dernier) sont installées en voie de production. TSMC dit également être optimiste autour des questions compliquées autour du pelliculage avec des défauts bas. La société s'attend donc à ce que la production en volume du 7nm+ en EUV soit lancée au second trimestre 2019, et en 2020 pour le 5nm.

Le 7nm+ est annoncé comme 10% plus performant que le 7nm, et proposera des puces 10% plus petites en moyenne. TSMC n'a pas détaillé les gains directs obtenus en termes de réduction de couches, indiquant simplement un cas ou trois couches immersion peuvent être remplacées par une seule EUV.

Pour l'avenir proche, TSMC a annoncé avoir effectué le tapeout de 10 produits pour le 7nm (avec 10 tapeouts supplémentaires attendus au premier trimestre, et 50 attendus d'ici fin 2018), avec des qualifications en cours qui s'effectuent en parallèle dans deux fabs. Contrairement au 10nm qui n'a été utilisé que par Apple, le 7nm sera utilisé par tous les clients de TSMC. La production en volume commencera en juin et comme toujours, Apple devrait avoir la priorité (quelques produits au compte goutte pourraient être annoncés en 7nm vers la fin de l'année chez les plus petits clients de TSMC, C.C Wei indiquant qu'un décalage entre "smartphone" et HPC de quelques trimestre est attendu).

En 2018 c'est surtout en "12nm" (le 12FFC qui est la quatrième version du 16nm de TSMC) que l'on verra arriver des produits dans le monde du PC. Plus de 120 tapeouts de produits sont encore attendus sur ce node en 2018. A noter que TSMC ouvrira en mai son usine de Nanjing, en Chine, avec un peu d'avance sur son planning suite à une forte demande.

On note qu'en 2018, TSMC s'attend à ce que l'essentiel de sa croissance vienne de sa branche "high performance computing" et pointe particulièrement les GPU (...et les ASIC utilisés pour les crypto-monnaies). Morris Chang aura indiqué s'attendre à une hausse du marché du semi conducteur en 2018 comprise entre 6 et 8%.

La question de l'enquête anti-trust de la commission européenne , poussée par GlobalFoundries aura été vite balayée, TSMC indiquant rejeter les accusations de son concurrent. TSMC continue de se présenter comme la "Foundry de tout le monde" pour contrer l'argument, et tacler au passage Samsung en sous entendant qu'ils ne sont pas en compétition avec leurs clients. On terminera par un mot sur le 3nm, TSMC a indiqué qu'il continuait l'exploration de la technologie et que ces derniers mois, le manager du programme était de plus en plus positif, ne doutant plus de la simple faisabilité comme cela pouvait être le cas l'année dernière.

Samsung vient d'annoncer  le démarrage de sa production en volume de puces 10nm de "seconde génération", connue sous le nom de 10LPP. C'est effectivement la seconde itération 10nm du fondeur qui avait proposé, pour quelques clients restreints (principalement Qualcomm et Samsung lui même) un 10LPE en début d'année.

Le constructeur annonce des gains par rapport à sa première génération d'environ 10% de performances supplémentaires, ou 15% de consommation en moins. Cette annonce est potentiellement importante car le 10LPP peut sur le papier concerner un plus grand nombre de clients.

D'un point de vue stratégie, Samsung a choisi de miser sur l'EUV dès le début de sa production 7nm (contrairement à ses concurrents) ce qui retardera mécaniquement l'introduction de son process et a valu l'annonce d'un 8LPP (la "troisième génération" de 10nm) il y a quelques semaines.

Le communiqué de Samsung indique également que sa nouvelle ligne de production, baptisée S3 est prête pour produire en 10nm et "au delà", incluant également la mention du 7nm avec EUV qui sera produit dans ce site.

Samsung vient d'annoncer par le biais d'un communiqué de presse  que son nouveau process de fabrication 8LPP est désormais "qualifié et prêt pour la production".

Vous vous en souvenez peut être, Samsung avait annoncé une pléthore de process à venir dans une roadmap qui a le mérite de l'originalité (8LPP, 7LPP, 6LPP, 5LPP et 4LPP !).

Derrière la nomenclature 8LPP se cache une version optimisée de son process 10nm. Samsung annonce une réduction qui peut atteindre jusque 10% sur la consommation, et une réduction de la surface pouvant aller jusqu'à 10% poussé par une réduction non précisée du metal pitch. Le process est annoncé comme optimisé pour le mobile et les usages réseaux, même si Samsung tente d'indiquer qu'il est également attractif pour des usages "hautes performances".

Ce node avait pour rappel été introduit par Samsung pour temporiser l'arrivée de son 7nm, le constructeur ayant fait le choix audacieux de l'EUV ce qui place au mieux ce process pour la toute fin 2018 . A l'inverse, TSMC lancera d'abord son 7nm sans EUV et l'introduira par la suite. On notera au passage sur le site du constructeur  la confirmation de deux process séparés, un pour les applications mobiles et le second pour les applications "high performance". Nvidia participerait selon les rumeurs a l'élaboration de cette version hautes performances du process de TSMC. Une version du 7nm de TSMC (probablement la version mobile destinée à Apple) est entrée en production risque en avril dernier pour être complet.

Samsung se félicite d'avoir terminé la qualification de son 8LPP avec trois mois d'avances et s'attend à une mise en production en volume rapide (le passage d'une production risque à une production en volume est généralement plus rapide sur les process "dérivés") même si aucun délai n'est précisé.

Samsung a donné quelques détails  sur les prochaines versions de ses process de fabrication, annonçant pas moins de cinq nouveaux process baptisés 8LPP, 7LPP, 6LPP, 5LPP et... 4LPP. Quelques informations sont données sur les différences. Ainsi, le 8LPP sera une variante du process 10nm de Samsung qui profitera de gains de performances ainsi que de gains de densité, possiblement par l'utilisation de nouvelles bibliothèques (les blocs de base qui servent à créer les puces).

Le 7LPP sera le prochain "vrai" node de Samsung. Prévu pour la fin 2018, il s'agira du premier node à introduire la lithgraphie EUV. Le constructeur indique dans son communiqué de presse avoir co-développé avec ASML une source lumineuse 250W pour cette mise en production (pour rappel, tous les fabricants ont collaboré avec ASML sur l'EUV, TSMC évoquait également 250W fin 2018 pour la mise en production de l'EUV).

Le 6LPP sera une variante optimisée du 7LPP qui utilisera ce que le marketing appelle du "Smart Scaling", diverses techniques permettant d'améliorer la densité. Il s'agira surtout pour Samsung de profiter de l'apprentissage de son premier process EUV pour optimiser légèrement les choses.

Le 5LPP sera vraisemblablement le "node" suivant au sens traditionnel du terme, il servira à préparer le terrain pour le suivant. Car c'est au niveau du 4LPP qu'un gros changement arrivera avec un passage à un nouveau type de structure de transistor. Samsung utilisera des transistors dit Gate All Around (GAAFET) qui sont une variante des FinFET où la Gate entoure le canal. La version de Samsung sera baptisée MBCFET (Multi Bridge Channel FET) et utilisera une nanosheet sur laquelle aucun détail n'est donné pour l'instant.

Les différences entre les types de transistors (source )

Ces nodes et ces variantes devraient apparaître progressivement dans les années à venir, Samsung évoquant simplement son 4LPP pour 2020 pour ne pas s'engager plus fortement sur le timing. On ne leur en tiendra pas rigueur, il est assez rare que les fondeurs partagent publiquement, et avec tant de visibilité leur roadmap.

On pourra bien entendu s'interroger sur les nomenclatures choisies par Samsung, mais au-delà de cela, la tendance reste commune chez tous les fondeurs qui multiplient les variantes d'un même process. TSMC en est à sa quatrième version de "16nm", baptisée pour le coup 12FFC, tandis qu'Intel annonçait fin mars pour la première fois trois versions de 14nm et de 10nm.

Derrière ces annonces, on retrouve des constatations communes, il est de plus en plus difficile de réduire la taille des puces, et les gains de performances et de densités apportés ne sont plus forcément aussi importants qu'auparavant (même si les fondeurs, Intel en tête, continuent d'innover sur les formules mathématiques pour ne pas dire que la loi de Moore ralentit).

Le passage au 5nm chez tous les fondeurs est attendu autour de 2020 en production risque, même si chez Intel on parlerait logiquement de "7nm", cf cette roadmap basée sur des estimations publiées sur le blog SemiWiki 

Mais au-delà du marketing derrière les variantes, le rythme annoncé par Samsung reste assez soutenu laissant penser à un écart de deux ans entre le 7nm et le 5nm, ce qui est très agressif et aligné sur ce que devrait proposer TSMC (qui lancera son 7nm d'abord sans EUV, le 8LPP lui étant opposé par Samsung). TSMC a confirmé  qu'il lancera le début de sa production en 7nm ce trimestre (la production en volume est attendue l'année prochaine). Le 5nm démarrera ses essais de production en 2019 pour une production volume en 2020 chez le fondeur taiwanais.

La confiance de Samsung sur l'EUV est également un point que l'on ne négligera pas, la lithographie à immersion touche aujourd'hui ses limites et si les problèmes de l'EUV ne sont pas tous résolus, la technologie devrait donner un peu de marge aux fondeurs.