Riassunto:
L'attività di fonderia di wafer di Samsung porterà avanti il processo a 8 nanometri, in uso da più di otto anni, per un'altra generazione. Interpretazioni esterne ritengono che questa mossa sia intesa a rivitalizzare in modo efficiente le esistenti linee di produzione mature dell'ultravioletto profondo (DUV) ed evitare le costose macchine di litografia dell'ultravioletto estremo (EUV). Questo processo è rivolto a chip AI automobilistici, robotici e edge che non richiedono il costo elevato di 2 nanometri.
Secondo le notizie del settore del 20, la fonderia di wafer Samsung lancerà la piattaforma di processo 8LPU+ di seconda generazione da 8 nm entro l'anno. Rispetto alla generazione precedente 8LPU, le prestazioni sono migliorate del 12%, il consumo energetico è ridotto del 15% e l'area logica è ridotta di circa l'8%.
Il processo a 8 nanometri di Samsung è stato ufficialmente commercializzato dopo lo sviluppo di successo di 8LPP nel 2017. Questo processo è anche l'ultima generazione di processo DUV (litografia ad immersione con argon e fluoro) nel processo avanzato di Samsung prima dell'introduzione dell'EUV. Nel 2018, Samsung ha lanciato 8LPU, che si concentra sull'ottimizzazione delle prestazioni e della densità di integrazione; il nuovo 8LPU+ questa volta è una versione di seconda generazione ulteriormente migliorata sulla base dell'8LPU.
Attualmente, processi all'avanguardia come 5 nanometri, 4 nanometri e 2 nanometri hanno una potenza di calcolo maggiore, ma le macchine litografiche EUV devono essere utilizzate per gli strati litografici chiave. Il costo di una singola macchina litografica EUV raggiunge centinaia di miliardi di won, facendo aumentare i costi dei wafer; e solo ASML può fornirlo nel mondo, quindi la fornitura di apparecchiature è limitata.
Al contrario, il processo a 8 nanometri può essere prodotto su linee di produzione di apparecchiature DUV che hanno completato il deprezzamento e l'ammortamento. Dopo l'accumulo a lungo termine, i dati sulla resa sono sufficienti, il costo può essere previsto e ha ottenuto certificazioni pertinenti per i chip automobilistici e industriali, il che abbassa la soglia di fornitura per gli OEM e i fornitori di componenti automobilistici.
Si prevede che i prodotti target principali di 8LPU+ saranno i microcontrollori AI (MCU) e i controller per l'area automobilistica (ZCU). Recentemente, l'industria automobilistica ha generalmente adottato l'architettura ZCU: il veicolo è diviso in più aree e ciascuna area è configurata con un controller separato. Dopo aver adottato questa architettura, i controller devono essere disposti in varie partizioni come la portiera, la carrozzeria e il gruppo propulsore, e la richiesta di chip aumenta di conseguenza.
Gli MCU e le ZCU utilizzati nei veicoli e nei robot industriali devono funzionare stabilmente in ambienti difficili. Rispetto alla potenza di calcolo di picco, l’intervallo di temperatura operativa, la capacità di fornitura continua a lungo termine, lo spazio di archiviazione integrato e il prezzo unitario sono indicatori più importanti.
Anche la miniaturizzazione dei chip è un punto chiave. Anche se l’area del core di calcolo dei chip AI edge viene ridotta, l’I/O responsabile delle connessioni esterne e la memoria non volatile incorporata (eNVM) che conserva i dati dopo un’interruzione di corrente occuperanno comunque una grande quantità di area. La piattaforma 8LPU+ integra dispositivi I/O planari da 3,3 V sul wafer FinFET 8LPU, riducendo con successo l'area I/O di circa il 10%.
Questo processo migliora anche il problema della corrente di dispersione in standby quando il veicolo è spento e il robot è in stato di standby ed è dotato di SRAM a bassissima dispersione (ULL-SRAM) e dispositivi ad alta tensione di soglia (cHVT). L'eMRAM di archiviazione magnetica che salva i dati memorizzati quando l'alimentazione è spenta raggiunge le specifiche automobilistiche di grado 1 (AG1); l'area unitaria è 0,017μm² e la densità di archiviazione è di circa 20 Mb/mm². Può ospitare più spazio di archiviazione nella stessa area, il che contribuisce a ridurre ulteriormente le dimensioni del chip del controller.
Esperti del settore hanno affermato: "I vecchi clienti esistenti di 8 nm nell'ecosistema delle fonderie di wafer di Samsung e le aziende di chip fabless che desiderano ottenere la certificazione automobilistica saranno tutti potenziali clienti di 8LPU+. Le società di progettazione nazionali ed estere e i produttori di ASIC hanno già esperienza nel system-on-chip (SoC) AI all'avanguardia basato sul tape-out di eMRAM da 8 nm e la soglia di ingresso è bassa."
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