Les contenus liés au tag 16/14nm

Intel profite de la conférence ISSCC  (International Solid-State Circuits Conference) qui se tient cette semaine à San Francisco pour effectuer plusieurs annonces autour de ses process de fabrication. Le constructeur a donné à la presse un avant-goût de ses annonces, deux d'entre elles ont particulièrement retenu notre attention.

En premier lieu on retiendra la présentation d'un bloc de SRAM particulièrement optimisé pour la densité avec une taille de cellule de seulement 0.0500 µm², un record. Il s'agit d'une amélioration importante par rapport à la dernière présentation du constructeur qui évoquait des tailles de cellules de 0.0588 µm² lors du dernier IEDM  fin 2014.

Il s'agit en pratique d'une puce de 84 Mbit (10,5 Mo) de SRAM optimisée pour un fonctionnement à 1.5 GHz à 0.6 Volts, même si en montant la tension d'activation à 1 Volt on peut atteindre 3 GHz. Si elle montre le bond en avant en densité lié au process, cette annonce tient surtout de la performance technique, le constructeur annonçant souvent des cellules de SRAM spécialisées et différentes de ce que l'on retrouve dans les produits commerciaux. Le constructeur avait ainsi annoncé pour le node 22 nm des cellules de 0.092 µm² optimisées pour la densités, mais ce sont des cellules de 0.108 µm² optimisées cette fois ci pour leur rapport performance/puissance qui sont utilisées dans les processeurs.

On retiendra enfin la description des challenges rencontrés au delà du 10 nm. Intel se félicite tout d'abord d'avoir atteint un coût par transistor plus faible qu'attendu sur le 14 nm, un chiffre toujours difficile à mettre en perspective qui plus est cette fois-ci avec les retards engendrés et les lancements décalés !


En ce qui concerne le 10nm, il semblerait que le constructeur ait - sans surprise - opté pour sa solution à lithographie à immersion « classique » en 193nm, et non pour une solution EUV comme Mark Bohr nous l'avait déjà indiqué en 2012 à l'occasion d'une interview. En fin d'année dernière TSMC avait également indiqué que l'EUV ne serait pas a l'heure pour leur propre process 10 nm.

Intel ne s'est pas encore étendu sur les changements techniques de son process 10 nm mais il avait été évoqué précédemment un recours plus fort au multiple patterning (exposition multiples). Déjà utilisé sporadiquement sur certaines couches critiques, son utilisation devrait être généralisée.

En ce qui concerne le 7 nm, un changement de la forme des structures (remplacer par exemple les FinFET par des microfils) et des matériaux utilisés (par exemple Arséniure de Gallium-Indium [InGaAs] ou Phosphure d'Indium [InP]) est envisagée mais Intel n'est pas encore prêt a livrer les détails de sa recherche.

On notera enfin que le constructeur indique avoir appris de ses problèmes concernant le 14 nm en ajoutant de nouvelles procédures internes pour détecter les problèmes rencontrés, particulièrement autour des masques qui semblent avoir posé beaucoup de problèmes au constructeur et être en partie coupable des retards. Le fondeur annonce qu'il a pour objectif d'avoir une transition vers le 10nm deux fois plus rapide que celle du 14nm, mais vu l'introduction de produits 14nm au compte-goutte 18 à 24 mois après le passage au 22nm on ne sait pas vraiment quels sont l'intervalle et la date de départ pris en compte pour le 14nm. Toujours est-il que le 10nm devrait pour sa part débarquer en 2016 !

Pour son 4è trimestre 2014, TSMC a annoncé un chiffre d'affaires de 222.52 milliards NT$ en hausse de 52,6% par rapport au T4 2013. La marge brute s'établit à 49,7%, en hausse de 5,2 points, pour un marge opérationnelle de 39,6% (+6,8 points) et un bénéfice net de 35,9% (+5,2 point).

Par rapport au T3 2014 on note que la part des revenus liés à des produits du secteur Communication, qui intègre notamment les SoC pour téléphone, augmente encore et passe de 59 à 65%. Le 20nm de TSMC, qui est d'ailleurs plutôt orienté vers ces SoC, a représenté 21% des ventes au dernier trimestre, contre 9% au trimestre précédent et 0% auparavant, preuve de sa montée en puissance.

Concernant le 16nm, dont l'utilisation devrait cette fois être plus large, les premiers revenus significatifs sont toujours attendus au T3 2015 avec quelques pourcents, avec ensuite 5 à 9% au T4 2015. C'est surtout en 2016 que les volumes deviendront importants sur ce process. Pour le 10nm TSMC confirme une qualification pour fin 2015, la production en volume étant attendue pour 2017. Une équipe de R&D dédiée à également été mise en place pour un process sous les 10nm attendu entre 2017 et 2019.

TSMC vient de publier ses résultats pour le troisième trimestre 2014, l'occasion comme souvent de glaner quelques informations sur l'état des process de la firme. Le chiffre d'affaire de la société sur ce trimestre est en progression de 29% par rapport à la même période sur 2013. Un chiffre annoncé comme historique, poussé par le 20nm qui représente déjà 9% de la production de TSMC (mesurée en CA. Pour rappel, le SoC A8 d'Apple est fabriqué en 20nm par la firme taiwanaise, tout comme des modems Qualcomm).

En ce qui concerne les process de fabrication, quelques détails intéressants ont été donnés. Concernant le 10nm tout d'abord, TSMC a indiqué envisager un début de risk production pour la fin 2015, avec une production en volume pour fin 2016 voir 2017. Concernant l'EUV qui avait été évoqué comme une possibilité pour le 10nm, TSMC a indiqué que la technologie ne serait pas prête à temps pour le 10nm qui sera basé sur du multiple patterning. En cas d'avancée du côté d'ASML (la question de la puissance de la source lumineuse reste toujours critique), l'EUV pourrait apparaitre dans une mise à jour du process.

C'est surtout le 16nm qui est au centre de toutes les attentions puisque pour rappel, lors de sa conférence précédente, TSMC avait indiqué que le 16nm serait en retard avec une production en volume repoussée à la fin de l'année 2015. Pourtant, nous vous en parlions il y a peu, des rumeurs laissaient entendre que la production aurait de nouveau été avancée.

Les deux Co-CEO ont été très prudents dans leurs propos mais ont bel et bien confirmé qu'ils étaient plus optimistes qu'ils ne l'étaient le trimestre dernier. En pratique, TSMC dispose de deux versions de son process 16nm, le 16 FinFET, et le 16 FinFET Plus. Il a été indiqué que le 16 FinFET Plus était largement privilégié par les clients, sous entendant que tous les efforts étaient placés derrière cette version du process (près de 1000 ingénieurs travailleraient au ramp-up de la version FinFET Plus).

Techniquement, le 16 FinFET Plus est entré en « risk production » ce mois-ci, et la qualification complète du process est attendue pour le mois de novembre. Du fait des similarités entre les process 20 et 16 nm, les yields seraient déjà supérieurs aux attentes ce qui justifierait l'optimisme. Résultat, la production en volume est annoncée comme avancée à la fin du second trimestre 2015 (ou le début du troisième).

Pour rappel, la production en volume du 20nm avait commencé en janvier de cette année, et à l'origine 12 mois étaient attendus entre le 20 et le 16 nm. TSMC avait cependant révisé ses prédictions le trimestre dernier pour indiquer fin 2015… avant de nouveau de les avancer !

TSMC réduit donc son retard et a indiqué avoir déjà un client « haut volume » de signé pour le début de la production.

Intel profite de l'IFA pour annoncer officiellement ses processeurs Intel Core M. Pour rappel, il s'agit des premiers modèles utilisant l'architecture Broadwell, et plus précisément de Broadwell-Y.

Destiné à l'intégration dans des ordinateurs et tablettes fanless, ces processeurs ont la particularité d'avoir un TDP de 4.5 watts seulement, une avancée importante face aux Haswell-Y qui étaient à 11.5 watts. Un Broadwell-Y intègre pour rappel deux puces, la première gravée en 14nm fait 82mm² et intègre 1,3 milliards de transistors, contre 82mm² et 960 millions pour son prédécesseur. On reste à 2 cœurs CPU mais le cache L3 passe de 3 à 4 Mo et le HD Graphics de 20 à 24 unités.


L'autre puce est gravée en 32nm, c'est le chipset Broadwell PCH-LP 32nm. Il permet de gérer jusqu'à 4 USB 3.0, 4 SATA 6 Gb/s et gère 12 lignes PCIe Gen2 pouvant être configurées sur 6 ports au maximum, des fonctionnalités réduites mais bien suffisantes vu la cible des Intel Core M.

La gamme Core M est déclinée de la sorte :

-Core M-5Y70 : 2 cœurs à 1.1-2.6 GHz, HD Graphics à 100-850 MHz
-Core M-5Y10a : 2 cœurs à 0.8-2.0 GHz, HD Graphics à 100-800 MHz
-Core M-5Y10 : 2 cœurs à 0.8-2.0 GHz, HD Graphics à 100-800 MHz

Le 5Y70 est le seul à supporter Intel vPro et Intel TXT, la différence entre 5Y10a et 5Y10 se limite au TDP qui est configurable sur le 5Y10, on peut ainsi le passer de 4.5 à 4 watts si nécessaires. Les deux cœurs disposent de l'Hyperthreading. Côté tarif il est question de 281$ quelque soit le modèle.


Par rapport aux Core i3 Haswell avec un TDP de 11.5W, on note que la baisse du TDP ne se fait pas seulement par le passage au 14nm puisque les fréquences dites de base sont revues à la baisse. En effet sur un Core i5-4300Y les fréquences CPU varient entre 1.6 et 2.3 GHz, contre 200 à 850 MHz pour le HD Graphics.


Pour mettre en avant les gains de performances Intel compare à un Core i5-4302Y et annonce que le Core M-5Y70 serait alors 11 à 18% côté CPU (SYSmark 2014, WEBXRPT, TouchXPRT), 58% plus rapide sous 3DMark IceStorm et 82% en conversion vidéo (sous Cyberlink MediaXpresso avec QuickSync). Côté autonomie les gains seraient également là avec 54 à 103 minutes de mieux. Dans le détail ont voit qu'en lecture HD une grosse partie du gain provient de la partie audio désormais prise en charge en interne par le chipset au lieu d'être confiée à un codec HD Audio externe. Seul problème, l'i5-4302Y dispose d'un TDP de 11.5W et d'un SDP de 4.5W, mais dans les configurations de test Intel indique qu'il a un TDP de 4.5W... est-ce que le processeur est bridé artificiellement à ce niveau pour les tests ?


Difficile d'en tirer des conclusions définitives mais sur le papier Intel semble avoir réussi à amener son architecture x86 "hautes performances" sur le marché de la basse consommation ou il ne proposait jusqu'alors que Bay Trail, même si cela n'est pas sans concession côté fréquence. Il est d'ailleurs probable qu'en charge CPU multithread un N3540 (4 cœurs à 2.16-2.66 GHz, TDP de 7.5w) ne soit pas si éloigné que ça, mais les Core M auront un avantage net en charge single thread et côté iGPU.

Intel met en avant les Core M pour une intégration au sein des "2 en 1", ces portables qui peuvent également faire office de Tablette, avec par exemple un format 11.6" et 8mm d'épaisseur. Les premières machines devraient être disponibles chez 5 fabricants au dernier trimestre, les premières dès octobre. A noter que nous n'avons pas encore eu de retour d'Intel par rapport au PCN publié il y a peu qui annonçait la fin de vie de ces Core M, a priori en préparation d'une nouvelle révision qu'Intel n'a pas décidé d'attendre pour le lancement.


Pour le reste de la gamme Broadwell il va par contre falloir patienter, puisque les premiers processeurs Intel Core de 5è génération ne sont pas attendus avant début 2015. Il s'agira de Broadwell-U, un dual core plus classique avec notamment un TDP et des fréquences en hausse, un HD Graphics plus musclé et un chipset externe. Les Broadwell-H, c'est-à-dire les 4 cœurs, ne sont même pas mentionnés ce qui tend à confirmer les rumeurs parlant d'un lancement aux alentours de la mi-2015 seulement !

Intel a publié une notification de changement de produit  (PCN) assez étonnante puisqu'elle concerne les Intel Core M-5Y70, 5Y10 et 5Y10A, des processeurs qui ne sont pas encore sortis puisqu'il s'agit des premiers Broadwell !

Ce document indique que la demande du marché à basculé vers d'autres modèles (sic) et Intel précise qu'il ne sera possible de commander ces processeurs que jusqu'au 26 septembre, avec des livraisons pouvant s'étaler jusqu'au 28 novembre.

Derrière ce PCN pour le moins étonnant se cache probablement l'arrivée assez rapide d'un nouveau stepping venant corriger quelques soucis, comme par exemple le celui du TSX, mais rien n'est précisé à ce niveau.

Le document révèle au passage les fréquences des puces, à savoir respectivement 1.1 GHz, 800 et 800 MHz. Pas de panique, les PCN reprennent les fréquences de base et non les fréquences Turbo, et le fait qu'elles soient basses n'est guère étonnant puisque Intel vise pour rappel un TDP de l'ordre de 5 watts pour ces Broadwell-Y intégrant au sein d'un même packaging un die 14nm pour les 2 cœurs Broadwell 2 cœurs 14nm et un HD Graphics avec 24 EUs ainsi qu'un autre die 32nm pour le chipset Broadwell PCH-LP 32nm.