Les nouveautés de Samsung en fabrication de semi-conducteurs
Bon nombre de nouvelles technologies arriveront d'ici à 2020

Le , par dourouc05, Responsable Qt & Livres
Samsung est un grand fabricant de semi-conducteurs — plus grand qu’Intel, depuis l’année dernière. Ceci est sûrement dû à une conjonction de facteurs stratégiques, comme des avancées dans les processus de fabrication : Intel était à la pointe de la technologie, la société américaine se fait rattraper par la concurrence (peut-être bientôt dépasser). Récemment, Samsung a dévoilé, au Japon, ses dernières nouveautés pour la fabrication de semi-conducteurs, lors de son annuel Foundry Forum. Trois annonces ont été faites : sa famille 10 nm comprendra bientôt le 8LPU, la production en volume de 7 nm avec des techniques à base d’ultraviolets extrêmes (EUV) démarrera bien en 2019, son processus 3 nm utilisera des transistors GAAFET (gate-all-around FET).

Tout d’abord, le 8LPU. Ce processus n’était pas prévu et vient d’être ajouté à la liste des produits futurs de la marque. LPU signifie low-power ultimate : ce mode de fabrication est prévu pour ceux qui ont besoin d’une consommation d’énergie extrêmement faible (en comparant aux autres processus avec une fréquence d’horloge comparable — ce qui permet d’augmenter la fréquence à consommation équivalente) avec une très grande densité de transistors. Il s’agit d’une évolution du 8LPP, en production depuis l’année dernière — ce dernier étant une variation du 10LPP qui prévoyait de diminuer de dix pour cent la surface et de dix pour cent la consommation. Les différences techniques entre 8LPP et 8LPU n’ont pas été annoncées. La production risquée a déjà débuté, le volume devrait donc arriver l’année prochaine.

Pour les ultraviolets extrêmes, tout se passe comme prévu : Samsung prévoyait de commencer la production risquée en 2018, certains processeurs en 7LPP ont déjà été fabriqués cette année (probablement pour des produits Samsung). Pour y arriver, Samsung a déployé plusieurs machines Twinscan NXE:3400B d’ASML, qui s’occupent de la lithographie à base d’ultraviolets extrêmes. Les détails ne sont pas connus, mais il y a assez de machines pour effectuer une production de masse (même si une seule usine peut utiliser ce processus). Les ultraviolets extrêmes ne seront utilisés que pour certaines étapes de fabrication, notamment parce que des usines anciennes sont réutilisées, mais aussi parce qu’il n’y en aura probablement pas besoin de suite. La nouvelle usine de Hwaseong sera conçue dès le départ pour cette technologie et l’utilisera donc probablement à toutes les étapes de la fabrication (la production en volume devrait y débuter en 2020).


La prochaine génération de processus, en 4/5 nm, arrive tout doucement sur le devant de la scène, le 7 nm étant en place. La production risquée devrait débuter en même temps que le site de Hwaseong devient opérationnel (vers 2019, donc, avec une production en volume dès 2020). Samsung prévoit d’ores et déjà trois processus distincts : 5LPE (low-power early), 4LPE et 4LPP (low-power plus), avec des avancées incrémentales entre les trois (il devrait être assez facile de passer d’un processus à l’autre). Ils devraient coexister avec les processus en 7 nm, pour répondre au mieux aux besoins des clients.


La génération 4/5 nm devrait cependant marquer un tournant technique : il s’agira de la dernière à utiliser des transistors FinFET, des transistors non planaires (la porte se situe par-dessus l’alimentation électrique du transistor). Le 3 nm apportera un nouveau type de transistor, les GAAFET (gate-all-around FET), où la porte passe plutôt à travers l’alimentation. Samsung prévoit deux processus : les 3GAAE et 3GAAP (gate-all-around early/plus), fabriqués grâce aux ultraviolets extrêmes. Aucune date de production en volume n’est annoncée, mais la production risquée devrait débuter en 2020.


La pointe de la technologie n’est pas toujours au niveau de gravure le plus fin : Samsung continue à produire énormément en 28 nm, par exemple. C’est pourquoi l’annonce d’un nouveau processus en 18 nm ne devrait pas étonner. Le 18FDS (pour FD-SOI, la technologie de transistors mise en place) devrait débarquer sur le marché en 2020 au plus tard (production risquée en 2019). Les apports par rapport au 28FDS devraient se voir à tous les niveaux : une fréquence augmentée de vingt pour cent (à complexité et puissance constante), une consommation diminuée de quarante pour cent (à fréquence et complexité constante), une surface diminuée de trente pour cent.

Source : Samsung Foundry Updates: 8LPU Added, EUVL on Track for HVM in 2019.


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