TSMC با به‌كارگيري پرتوهاي فرابنفش EUV تراشه‌هاي ۶ نانومتري توليد مي‌كند

شركت تايواني TSMC از فرايند ساخت تراشه‌ي جديد ۶ نانومتري (6nm) خود پرده برداشت. در اين فرايند با به‌كارگيري پرتوهاي فرابنفش بسيار قوي (EUV) چگالي تراشه به ميزان اندكي افزايش مي‌يابد. باتوجه‌به سازگاري قاعده‌ي طراحي در اين فرايند با شيوه‌ي ساخت تراشه‌ي ۷ نانومتري، تمامي تجهيزات توليد مورد استفاده در روش 7nm، در فرايند جديد نيز قابل استفاده بوده و راه براي انتقالي سريع به فناوري ساخت بهبوديافته باز است.

اصلاح و توسعه‌ي يك فناوري ساخت قديمي‌تر به‌ويژه براي شركت‌هاي ريخته‌گر سيليسيم، شيوه‌ي جديدي نيست. يك مثال خوب در اين زمينه، ليتوگرافي ۲۸ نانومتري (28nm) است كه در سال ۲۰۱۲ بدون استفاده از فناوري مهم ترانزيستور HKMG محقق شد. شركت تايواني در خلال سال‌هاي بعد از آن رده‌ي محصولات ۲۸ نانومتري خود را با اصلاحاتي در فرايند ساخت نظير 28HP، 28HPM، 28LP و ... به‌طور چشمگيري توسعه داد.

تنها چيزي كه در خلال سال‌هاي اخير تغيير كرده، تهاجمي‌تر شدن شيوه‌هاي بازاريابي اصلاحات انجام‌شده در اين سطح از فناوري ساخت است كه باعث فاصله گرفتن هرچه بيشتر عناوين مورد استفاده و تغييرات واقعي در مشخصه‌هاي فيزيكي ترانزيستورها شده؛ به عبارت ديگر سنگيني عناوين تبليغاتي بيش از وزن اصلاحات اعمال‌شده در فناوري ساخت ۲۸ نانومتري است. آخرين افزونه‌اي كه به رده‌ي ساخت ۲۸ نانومتري TSMC الحاق شد، فرايند 22nm بود.

شايد ناپسندترين مثال از اين دست زماني اتفاق افتاد كه شركت‌هاي سازنده‌ي نيمه‌هادي‌ها با صرف‌انديشه متخصصيني به يك‌باره از عنوان 20nm، به فناوري ترانزيستورهاي FinFET در رده‌ي 16nm يا 14nm روي آوردند. اين جهش يك‌باره هم‌چنان عامل عدم تطابق ميان نام‌گذاري‌هاي ۱۰ و ۷ نانومتري اينتل و رقباي اين شركت است. در ادامه‌ي اين روند با طيفي از محصولات هفت نانومتري در شركت TSMC مواجه شديم. توليد تراشه‌هاي A12 شركت اپل آغازگر راه توليد محصولاتي با اين فناوري ساخت بود كه با ساخت پردازنده‌ي گرافيكي Radeon Instinct MI60 شركت AMD پيگيري شد. شركت TSMC تاكنون فرايندهاي ساخت 7FF و 7HPC را به‌عنوان شيوه‌هاي مختلف ارائه‌ي تراشه‌هاي ۷ نانومتري توسعه داده است؛ اما اين صنعت‌گر تايواني روش 7nm+ را نيز معرفي كرده كه در آن از EUV در تعداد كمي از لايه‌هاي حاصل از فرايند بهره‌گيري مي‌كند. مدتي پيش اين شركت افشا كرد كه قصد پياده‌سازي نسل دوم فناوري ساخت 7nm را دارد. اگرچه نام خاصي به فرايند جديد داده نشد؛ اما آخرين شايعات برگرفته از وب‌سايت Digitimes حاكي از به‌كارگيري فناوري 7nm Pro در ساخت تراشه‌هاي A13 اپل است.

شركت TSMC چند روز پيش 6nm را به‌عنوان سومين اصلاحيه‌ي فناوري ساخت 7nm (به‌دنبال 7nm+ و 7nm Pro) معرفي كرد. اين شركت قصد دارد نسبت عملكرد به ارزش قابل قبولي را در آخرين سري محصولات خود ايجاد كرده و آن‌ها را هرچه زودتر وارد بازار كند. اين كار تنها ازطريق سازگاري قاعده‌ي طراحي جديد با فناوري پيشين 7nm ممكن بوده و بدين ترتيب مهاجرت يكپارچه‌اي از فناوري 7nm به 6nm با چرخه‌ي طراحي كوتاه‌مدت به وقوع مي‌پيوندد. TSMC مي‌گويد 6nm سطح عملكرد بالاتري نسبت به 7nm داشته و در مقايسه با آن ۱۸ درصد چگالي ترانزيستور بالاتري دارد. 6nm شباهت زيادي به شيوه‌ي ساخت 7nm+ اين شركت دارد كه در حال حاضر در مرحله‌ي Risk Production است؛ اما TSMC توضيحي در مورد تفاوت‌هاي اين دو نوع فناوري ساخت نداده است.

سامسونگ هم در روزهاي گذشته خبر از ساخت تراشه با ليتوگرافي 6nm داد، اما جزئيات بيشتري در مورد آن ارائه نكرد. با اين وجود به انديشه متخصصين مي‌رسد فرايند 5nm سامسونگ، معادل فناوري ساخت 6nm شركت TSMC باشد؛ فناوري ساختي كه بنا به‌گفته‌ي سامسونگ مراحل توسعه‌ي آن پايان يافته است.

شركت TSMC اعلام كرده است كه فرايند ساخت 6nm درسه‌ماهه‌ي اول سال ۲۰۲۰ وارد مرحله‌ي Risk Production مي‌شود كه احتمالاً تأخير بيشتري نسبت به 5nm سامسونگ خواهد داشت. توليد انبوه اين محصول به‌طور معمول حدود يك سال بعد از اين مرحله محقق مي‌شود؛ لذا با اين فرض كه ليتوگرافي 5nm متعلق به TSMC در ماه جاري وارد مرحله‌ي Risk Production شود، نمي‌توان 6nm را يك تراشه‌ي پيشتاز از انديشه متخصصين فناوري در ميان محصولات اين شركت به حساب آورد. TSMC مي‌گويد كه فرايند ساخت 5nm با افزايش ۱.۸ برابري در چگالي ترانزيستورها، كاهش كلي ابعاد تراشه را در پي خواهد داشت.

سال گذشته شركت TSMC با ارائه‌ي فناوري ساخت ۷ نانومتري، جايگاه برتر سامسونگ در صنعت نيمه‌هادي را از انديشه متخصصين چگالي ترانزيستورها از وي گرفت. شركت كره‌اي اين جايگاه را با سبقت گرفتن از رقيب تايواني خود در فناوري ساخت ۱۰ نانومتري در اوايل سال ۲۰۱۷ تصاحب كرد؛ فناوري ساختي كه ۳۰ درصد چگال‌تر از فرايند 14nm تراشه‌هاي اينتل بود. گفتني است كه شركت اينتل‌ سال‌ها است كه در تقلاي آماده‌سازي محصولات ۱۰ نانومتري خود است.