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TSMC en bonne voie pour les rayons ultraviolets extrêmes
Avec le début de la production risquée pour son processus à 7 nm avec les EUV

Le , par dourouc05

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TSMC est extrêmement confiant sur ses capacités à battre Intel à plates coutures au jeu du meilleur processus de fabrication de semi-conducteurs — un scénario encore inédit, Intel ayant toujours eu une avance considérable sur la concurrence jusqu’à présent, qui s’est réduite petit à petit. La dernière communication, en mai dernier, indiquait que TSMC arrivait à produire des puces en 7 nm avec des techniques classiques (ultraviolets profonds), un processus dénommé CLN7FF (ou N7).

La dernière annonce à ce sujet est plus révolutionnaire : TSMC arrive à produire des puces en 7 nm avec des ultraviolets extrêmes, une nouvelle technique qui a pris des années pour se stabiliser et arriver à devenir utilisable. Ce processus N7+ n’apporte pas grand-chose par rapport au N7 plus classique (une densité de transistors augmentée de vingt pour cent, une diminution de la consommation énergétique entre six et douze pour cent à complexité et fréquence constante), mais prépare la voie pour de futurs processus. Un premier processeur est ainsi prêt pour la production en N7+ (les masques sont réalisés et disponibles au niveau de l’usine). TSMC annonce que le processus N7+ est en cours d’adaptation pour de nouveaux secteurs, notamment l’automobile — ce qui indique qu’il restera en place un certain temps, contrairement par exemple au processus en 10 nm.

TSMC a aussi dévoilé ses progrès sur la fabrication de semi-conducteurs en 5 nm (CLN5FF) : les processeurs seront construits presque atome par atome (5 nm correspondent approximativement à vingt atomes de silicium). En résumé, tout se passe bien, les usines seront prêtes à temps (production risquée en avril 2019, en volume au deuxième trimestre 2020). Les améliorations par rapport au 7 nm seront tangibles : une densité de transistors grandement améliorée, de l’ordre de quarante-cinq pour cent ; une augmentation de fréquence de quinze pour cent (à complexité et consommation constantes) ; une réduction de consommation énergétique de vingt pour cent (à fréquence et complexité constantes).

Source : TSMC: First 7nm EUV Chips Taped Out, 5nm Risk Production in Q2 2019.

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Avatar de Steinvikel
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 18/10/2018 à 0:07
je me permet de recopier en partie un de mes anciens post sur le même sujet (ici) :

rayon atomique : de 30 à 300 pm
rayon nucléique : environ 1/10'000e (ième) du rayon atomique
longueur d'une liaison chimique : de 70 à 270 pm
Pour faire simple, un atome (et son nuage d'électron) mesure entre 0,03 et 0,3 nm... la taille de leur noyau est 10 000 fois plus petite... et la distance séparant 2 atomes liés oscille entre 0,07 et 0,27 nm.

Et pour les matières utilisés dans la nanoélectronique, on peut même restreindre à :
un rayon atomique (noyau) mesure de 0,1 à 0,15 nm, et la longueur d'une liaison atomique entre 0,15 et 0,20 nm.
On imagine donc assez facilement qu'un énorme problème surviendra dans une dizaine d'années, arrivé à 0,5 nanomètre de précision (la largueur de l'atome + sa liaison). Et encore avant par des problèmes lié à leur proximité (rayonnements de champs, inductif ou capacitif), à leur finesse (effet tunnel, etc.).
Les lumières EUV utilisés actuellement pour graver les CPU ont une longueur d'onde entre 100 et 10 nm (13,5 nm pour Samsung). Par quelques astuces, on peut graver plus fin que la longueur d'onde (pas énormément mais c'est intéressant de le souligner).

On peut donc raisonnablement comprendre que le premier facteur limitant, avant la taille des liaisons atomiques, c'est la taille de la longueur d'onde du faisceau lumineux, et la pureté des matériaux utilisé (exempt de défauts).
...et ensuite, d'avoir le matériau optique (lentille, etc.) résistant à la traversé d'une telle puissance lumineuse. Je sais plus combien d'exposition à 250W tien le matos actuel en EUV, mais de mémoire ils changent le coeur de l'optique une fois par mois... pas par an ! ^^'
...et ils ont ramé avant d'arriver à pouvoir produire 250W à cette longueur d'onde, et dans le même moment, ils ont aussi douillé pour fabriquer une optique qui "dure" sans se ruiner.

10nm et 7nm sont des termes marketeux, encadré par l'ITRS.
Pour plus d'info : feu hardware.fr/news/...
Si à première vu "10" et "7" semblent bien distincts : 30% de moins (dans un sens), 45% de plus (dans l'autre sens). Les différents processus de fabrication propre à chaque fondeur rend ce terme bien plus flou, à tel point que le 10nm de machin et le 7nm de bidule, affiche en pratique, un pitch presque identique.
On peut rajouter à ça que en plus de l'ITRS, chacun à sa définition de "finesse de gravure".
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Responsable bénévole de la rubrique Hardware : chrtophe -

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