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GlobalFoundries : 12nm, 7nm et EUV

Publié le 08/03/2018 à 15:49 par Guillaume Louel

Nos confrères d'Anandtech ont publié une (longue) interview de Gary Patton , l'actuel CTO de GlobalFoundries. Son nom vous est peut être familier dans un autre contexte, il était auparavant en charge du R&D semiconducteurs chez IBM et plus globalement de l'alliance "Common Platform" qui liait IBM, GlobalFoundries et Samsung.

L'alliance n'est plus, l'activité semi d'IBM a été repris par GlobalFoundries (avec la transition des équipes techniques) et si GlobalFoundries et Samsung ont "partagé" le 14nm, c'est avant tout parce que GlobalFoundries avait raté son développement interne et adopté sous licence le process de Samsung. Comme nous avions eu l'occasion de vous l'indiquer, ce partenariat n'a pas duré, les relations entre GlobalFoundries et Samsung ayant été excessivement mauvaises.

En récupérant l'activité d'IBM, GlobalFoundries a récupéré un process 7nm en cours de développement et c'est celui ci qui sera utilisé par la société (voir cet article d'une interview précédente). Sur ce point, Gary Patton a confirmé les détails donnés précédemment, à savoir une version optique avant l'introduction en cours de node de l'EUV sur certaines couches (la méthode adoptée également par TSMC).

Pour l'EUV Gary Patton dit d'ailleurs ne plus avoir de doutes : le taux de disponibilité des machines serait aujourd'hui à 75% (avec pour objectif d'atteindre 85%) et la source lumineuse 250W semble être prête également côté ASML. La question du pelliculage des masques reste le gros frein même si des progrès ont été notés.

Dans ce slide de l'été dernier de Gary Patton, le pelliculage créait une atténuation de plus de 30% de la source lumineuse, et uniquement avec des sources lumineuses de moins de 205W. Aujourd'hui des matériaux semblent avoir été trouvés pour tenir 250W, et l'atténuation ne serait "que" de 20% ce qui est un net progrès.

La première version du 7nm (sans EUV) est toujours prévue en production volume vers la fin de l'année "ou plus probablement début 2019" ce qui semble être raccord avec ce que l'on a pu entendre jusqu'à présent.

A propos du 12nm qui va être utilisé par les Ryzen+, on sera surpris de voir Gary Patton indiquer que cette variante de 14nm n'est pas encore considérée en production "volume", mais que la production est pour le premier trimestre (les Ryzen+ sont attendus dès la mi-avril sur ce process). L'interview confirme des modifications principalement sur le passage 9T vers 7.5T et des améliorations sur le BEOL par rapport au 14nm.

L'interview dont l'on vous recommande la lecture  balaye de nombreux autres sujets. On appréciera particulièrement la candeur du CTO en début d'interview sur les problèmes d'exécution de GF les année passées, si l'on lit entre les lignes il semble que le retard sur le 7nm soit assez léger (l'année dernière, GF avait indiqué s'attendre a voir des produits courant 2018 ce qui nous avait paru optimiste) et cohérent avec l'annonce d'un "Vega 7nm" vers la toute fin d'année.

TSMC confiant sur l'EUV en volume pour 2019

Publié le 30/01/2018 à 20:01 par Guillaume Louel

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.

AMD utilisera le 12nm de GloFo en 2018

Publié le 21/09/2017 à 12:16 par Guillaume Louel

GlobalFoundries vient d'annoncer par un communiqué de presse  le lancement à venir d'un nouveau process, baptisé 12LP.

Il s'agit d'une variante de l'actuel 14LPP FinFET du constructeur qui permettra d'améliorer la densité de 15% et d'augmenter les performances de 10%. Il s'agit bien entendu de la réponse de GlobalFoundries au "12nm" de TSMC et au tout frais "11LPP" de Samsung.

La société ne donne pas de date ferme sur la disponibilité, mais le communiqué inclut une citation de Mark Papermaster, CTO d'AMD qui déclare qu'AMD "introduira de nouveaux produits clients et graphiques basés sur le 12nm de GlobalFoundries en 2018".

Les roadmaps d'AMD mentionnaient en effet une version de Zen en "14nm+" avant Zen 2 prévu en 7nm. Côté graphique, les roadmaps d'AMD incluaient aussi une version 14nm+ de Vega (avant Navi en 7nm). Dans tous les cas, AMD dispose désormais de l'option d'utiliser d'autres fondeurs s'il le souhaite pour certains produits, même si la société ne semble pas l'avoir utilisée jusque maintenant.

Pour rappel, le 7nm de GlobalFoundries, assez ambitieux, est prévu au mieux pour fin 2018.

GlobalFoundries confirme son process 7nm pour 2018

Publié le 15/06/2017 à 15:33 par Guillaume Louel

GlobalFoundries vient par un communiqué de presse  de confirmer le "lancement" de son process de fabrication 7nm pour 2018. Il s'agira cette fois ci d'un process propre à GlobalFoundries, on vous rappellera que la société, après des errements internes, avait décidé de s'offrir le process de Samsung pour le 14nm par le biais d'un accord historique. Les relations entre les deux sociétés, à ce qui nous a été rapporté, ont été tout sauf bonnes et la collaboration "complexe".

A l'époque, lorsque GlobalFoundries s'était lancé dans ce partenariat, c'était avant tout pour compenser le désengagement de plus en plus marqué d'IBM qui partageait jusqu'ici le développement de ses process avec GlobalFoundries et Samsung au sein de la Common Platform. Depuis, la société a récupéré l'activité d'IBM, des brevets, et surtout ses ingénieurs (qui avaient travaillés avant le rachat sur des process 7nm EUV).

Aujourd'hui pour ce 7nm, il s'agit bien d'un process basé sur les technologies d'IBM, nos confrères de SemiWiki  ont d'ailleurs pu s'entretenir avec Gary Patton  (à l'époque en charge du côté technique de l'activité semi d'IBM et aussi de la Common Platform, aujourd'hui CTO de GF) sur le sujet.

Les détails techniques restent assez légers dans l'annonce, on sait qu'il s'agit d'un process FinFET à lithographie "classique", avec l'option d'une introduction de l'EUV en cours d'exploitation. Le process portera le nom de 7LP, qui ne signifie pas "Low Power" mais "Lead Performance" et serait taillé avant tout pour les grosses puces. Dans sa plaquette commerciale (PDF) , la société met en avant les marchés serveurs, les CPU et GPU et également les puces mobiles haut de gamme. Pas de surprise étant donné qu'AMD et IBM sont deux clients clefs de la société, mais le fondeur tente de se démarquer de TSMC dont les process sont considérés, à tort ou à raison, comme optimisés spécifiquement pour les besoins d'Apple.

La société annonce une densité un peu plus que doublée par rapport au 14nm sans s'appesantir dans les détails. Côté performances GlobalFoundries évoque 40% de performances supplémentaires à puissance égale, ou une consommation de 60% inférieure à fréquence égale. On trouve même une bien vague mention de "5 GHz" que l'on évitera de trop interpréter ! Côté coûts, à nombre de transistors équivalent, on obtiendrait une baisse de 30% par die par rapport au 14nm.

Du côté de la disponibilité, la société indique que la production risque démarrera sur la première moitié 2018 et que l'on pourrait voir des "produits clients" dès cette date. On s'attends un peu plus à ce qu'ils arrivent avec la production en volume, prévue là encore de manière assez large pour la seconde moitié de 2018.

Pour revenir enfin sur la question de l'EUV, Gary Patton a indiqué à nos confrères de SemiWiki qu'il s'attendait à une introduction possible en 2019, sachant que les premières machines EUV dédiées à la production seraient mises en place dans la seconde moitié de cette année. Selon la société, certains problèmes persistent du côté des masques, très complexes à fabriquer. Leur pelliculage, devenu vraisemblablement nécessaire (ASML a tout fait pour l'éviter avant de céder sur la question) pose aussi de gros problèmes en réduisant la puissance de la source lumineuse de 30% (et donc la cadence des machines, un point déjà critique), mais aussi parce qu'aucun matériau n'a été trouvé pour des sources lumineuses de 205 watts (250 watts étant considéré comme la puissance qui sera utilisée par les machines d'ASML en production volume).

On restera donc assez prudents sur cette nouvelle annonce de GlobalFoundries. Si tout semble aller dans le bon sens, particulièrement pour AMD, la question de la disponibilité et des performances réelles reste entière. GlobalFoundries n'a pas non plus brillé ses dernières années par son exécution (on mettra de côté le 14nm) mais l'on peut espérer que l'apport de talents en provenance d'IBM permettra à la société de tenir des délais qui semblent très agressifs. Un produit 7nm chez AMD en 2018, même en toute fin d'année, entérinerait la fin de la domination perçue d'Intel en matière de process de fabrications face au reste de l'industrie.

Epyc, ThreadRipper, AMD détaille sa roadmap CPU

Publié le 17/05/2017 à 00:40 par Guillaume Louel

AMD tenait ce soir son "Financial Analyst Day", l'occasion de quelques annonces pour le constructeur.

La première concerne le nom commercial de Naples, la déclinaison serveur de Zen. AMD ne réutilisera pas la marque Opteron, la société opposera donc aux Xeon d'Intel des... Epyc. AMD semble avoir prix goût à la stylisation de ses marques à coup de Y ! Certains y verront par contre une référence - probablement non voulue - à l'Itanium d'Intel ...

AMD est revenu également sur le ralentissement de la loi de Moore, ou plus exactement le ralentissement des gains apportés par chaque nouveau node. La situation n'est pas nouvelle, ni liée à AMD et ses partenaires fondeurs (Intel a également livré une vision plutôt pessimiste de son 10nm !). AMD reconnaît que les gains de densité et de performances apportés par les nodes vont se réduire, en plus des plafonds de fréquences qui eux ne sont pas nouveaux.

Pour compenser cela AMD met en avant ses initiatives, insistant par exemple son data fabric pour relier des blocs (sur un même die, comme pour Ryzen) ou des dies entre eux (sous le nom Infinity Fabric). Nous admettrons avoir toussé devant le slide ou il était écrit "low latency". Pour le reste AMD mise sur le logiciel, comme sur un nouveau compilateur "optimisé" pour Zen. Baptisé AMD Optimizing C/C++ Compiler (AOCC pour faire court), il s'agit en pratique d'une version "optimisée" de Clang/LLVM 4.0 disponible pour Linux et visant plus spécifiquement la plateforme serveur. Nous n'avons pour le moment pas plus de détails sur les changements effectués par AMD, ni à savoir si ces modifications seront portées dans LLVM (ce qui serait probablement plus utile). La version 1.0 est disponible sur cette page .

En ce qui concerne la roadmap, AMD ne s'est pas trop avancé avec ce slide assez flou au niveau des dates. On note qu'une version "14nm+" de Zen est prévue ce qui est assez curieux. Officiellement GlobalFoundries propose son 14LPP (Low Power Plus) et bien qu'AMD ne l'ait pas confirmé, on pouvait penser que c'est cette version (et non le 14LPE, E pour Early) qui était utilisée pour Zen étant donné qu'elle l'était déjà pour Polaris. Difficile donc de savoir ce qu'AMD entend par "14+", on pense à une version optimisée du 14LPP à venir (une sorte d'équivalent du 14LPC chez Samsung, même si les deux sociétés ont depuis divergé sur leurs process).

L'autre point à noter est l'absence de 10nm. Là encore ce n'est pas une totale surprise, Global Foundries ne proposera pas de 10nm et si TSMC en proposera un, il sera réservé aux clients gros volume (Apple en particulier). Si AMD reste chez Global Foundries pour Zen2, il faudra attendre fin 2018 si la société tient ses délais. AMD s'est cependant ouvert la possibilité de produire des CPU chez d'autres fondeurs en renégociant le wafer supply agreement qui les lie à Global Foundries. Malheureusement aucune information supplémentaire n'a été donnée sur les timings ou les changements à venir.

On passera très rapidement sur l'arrivée des versions "Pro" de Ryzen, qui seront simplement des versions destinées à l'entreprise (avec on l'imagine des fonctionnalités manageability comme celles d'Intel) et sur lesquelles aucun détail n'a été donné.

 
 

Le constructeur confirme par contre l'arrivée des versions mobiles pour le troisième trimestre. AMD confirme qu'il s'agira bien d'APU basées à la fois sur Zen côté CPU, et sur Vega pour le GPU. Sur le papier l'architecture Zen devrait pouvoir être très compétitive sur ce segment et il sera intéressant de voir si AMD est capable de proposer des produits qui séduiront les OEM.

AMD a enfin confirmé l'existence de Threadripper dont nous vous parlions il y a peu. A l'image d'Intel, AMD utilisera ses puces serveurs pour créer des plateformes desktop haut de gamme. Sur le serveur, AMD proposera avec Naples des puces qui relient quatre dies Zeppelin (le die utilisé pour Ryzen) pour proposer jusqu'a 32 coeurs. Des versions double Zeppelin sont également au programme et c'est celles-ci qui seront utilisées pour la plateforme desktop haut de gamme d'AMD que l'on connaissait sous le nom de code Threadripper. AMD a confirmé le nom de code mais n'en aura pas dit plus. Ces puces utiliseront le monstrueux socket SP3r2 (4094 contacts !). Le lancement interviendra cet été selon AMD et le nom commercial utilisera la marque Ryzen (et non Epyc).

En bref

Cette conférence aux investisseurs, pour la partie CPU, n'a pas été très riche en surprises. AMD est concentré sur le lancement des versions mobiles de Ryzen et est beaucoup moins prolixe sur les évolutions à venir qu'il a pu l'être ces dernières années où communiquer était essentiel pour faire oublier la dette technique accumulée par les FX. On restera curieux d'une éventuelle version de "Zen 1" dans un process 14nm optimisé (que ce soit sous la forme de nouveaux SKU, ou plus simplement pour les APU), même si les gros changements n'interviendront pas avant le 7nm qui, chez Global Foundries, n'est prévu que fin 2018.

La confirmation de ThreadRipper reste une annonce qui embarrassera, au moins sur le papier, son concurrent qui ne pourra plus se vanter du titre - certes un peu futile - du plus grand nombre de coeurs dans un CPU desktop. On retiendra au final surtout la confirmation de l'utilisation de l'architecture graphique Vega sur les APU qui pourrait permettre à AMD, pour le coup, de proposer des produits réellement embarrassants pour son concurrent dont les iGP restent assez modestes, particulièrement depuis qu'Intel semble abandonner ses versions les plus haut de gamme, les GT4e.

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