Hirdetés

2021-ig tartható fent gazdaságosan a Moore-törvény

Az ITRS legújabb előrejelzése szerint a 3D-s integrálás lesz a jövő.

Az ITRS, azaz az International Technology Roadmap for Semiconductors kiadta a legújabb publikációját a Moore-törvény jövőjével kapcsolatban, amely lényegében kimondja, hogy 2021 után a skálázhatóság már nem biztosítható gazdaságosan, vagyis ekkor ér véget a nanométerek utáni hajsza. Bár maga a Moore-törvény annyira általános megfogalmazású, hogy tulajdonképpen akármeddig életben tartható, a piac számára ez csak úgy éri meg, ha a skálázás biztosítására vonatkozó befektetés visszatermelhető, de ez a következő évtizedtől kezdve már nem megoldható.

Hirdetés

A skálázás biztosításával alapvető az a gond, hogy minden bizonnyal lehetne utat találni akár az 1 nm-es csíkszélesség elérésére is, de olyan mértékű anyagi beruházást igényelne, ami a rá épülő termékek sosem tudnának visszatermelni, vagyis értelmetlen a technológia kifejlesztésén gondolkodni, ha az mindenképpen veszteséges lenne. Az ITRS szerint a 10 nm-es csíkszélesség az az elméleti határ, ameddig megéri lemenni. A 7, illetve az 5 nm még technikailag megoldható, de amellett, hogy csupán marginális előnyöket jelentenének a 10 nm-hez képest, jelentősen megdrágítják a lapkák gyártását, vagyis gazdaságilag a 10 nm az a reális határ, ami elfogadható lapkaárakat eredményezhet. A 3 nm-re még le lehet menni az elméletet figyelembe véve, de ez a technológia már megfizethetetlenül drága lapkákat eredményezne, ami ártana a nagy mennyiségű gyártásnak, így a befektetés sosem térülne meg.

A csíkszélesség csökkenése szempontjából érdemes megjegyezni, hogy a régi trendek már elmúltak. Pár éve valóban a kisebb csíkszélességű lapka volt az olcsóbb, de ez ma már nem igaz. A 20 nm-es node volt a váltópont, amin már nem lehetett 28 nm-es node-nál olcsóbb lapkát gyártani, és sosem lehet majd. A csíkszélesség csökkentése innentől csak drágítja a chipek gyártását, ami annak köszönhető, hogy az új node-ok kifejlesztése egyre nagyobb beruházást igényel, vagyis egyre drágább lesz a waferár, amivel a bérgyártó a beruházást képes visszatermelni, illetve finanszírozni az új node-ok fejlesztését. Tulajdonképpen ez a legfőbb oka annak, hogy a Moore-törvény életképtelenné válik.

Az ITRS alapvetően általánosan közelíti meg a kérdést, tehát a megoldási javaslatok a skálázódási problémákra is igen általánosak, de az biztos, hogy a 3D-s integrálásé a jövő. A konstrukció célja, hogy az egyes lapkákat egymás fölé helyezzék. Ez biztosítaná azokat az előnyöket, amelyeket a kisebb csíkszélességből származnának, hiszen a merőleges építkezéstől is csökken a platformdizájn mérete, és eközben még lehetne maradni a relatíva olcsó 10/14 nm-es node-okon is. Ez egyelőre jól hangzik, de az emeletes építkezésnek szintén vannak hátráltató tényezői. Bizonyos logikai áramkörök nagyon jól építhetők egymásra, de vannak olyanok is, amelyek már kevésbé. A gondot a hőátadás okozza, mert például egy rendszerchip hőleadása nem egyenletes. Főleg a processzormag és az integrált grafikus vezérlő hevül fel jelentősen, és ezek fölé nagyon nehézkes építkezni, mert szimplán beragad a hő az egymásra helyezett lapkák közé. Ennek az iránynak is megvannak tehát a maga problémái, de még így is kézenfekvőbb jövőképről beszélünk, mert technikailag ugyan nehezen kivitelezhető, de gazdaságilag van esély rá, hogy a beruházást visszatermeli.

Az ITRS alternatív megoldása az iparág előtt álló problémára a heterogén dizájnok kialakítása, ahol az egyes jellemzően használt funkciókat speciális gyorsítók, vagy akár fixfunkciós blokkok számolnák. Ezzel a konstrukcióval már ma is találkozunk számos lapkán belül, tehát nem egy új jövőképről van szó, de nyilván a potenciális skálázódási limitációk mellett egyre nagyobb hangsúlyt kell erre fektetni. Az igazán hatékony fejlesztések a heterogén 3D-s chipdizájnok lehetnek, de ezek inkább a következő évtized vége felé kerülhetnek elő.

Az általános direktívák mellett az egyes cégek speciális irányokba is elmehetnek. Például William Holt, az Intel technológiai és gyártási csoportját vezetője korábban már mondta, hogy a jövőben a fogyasztás drasztikus csökkentésére koncentrálnának, akár teljesítményveszteség árán is, vagyis amellett, hogy a fizika törvényei szabta limitek minden vállalatot érintenek, a reakciók eltérők lehetnek.

Hirdetés

  • Kapcsolódó cégek:

Azóta történt

Előzmények

Hirdetés