علل گرایش شدید کمپانی‌ها و خریداران به فناوری تولید ۷ نانومتری

در سال آینده هندست‌های ما، اسمارت‌فو‌ن‌هایی با پردازنده‌های 7 نانومتری خواهند بود. پیش‌تر کوالکام وجود نسل بعدی تراشه اسنپ‌دراگون که با استفاده از لیتوگرافی 7 نانومتری تولید خواهد شد را موردتایید قرار داد. در حال حاضر شرکت هواوی از نخستین تراشه 7 نانومتری خود با نام کایرین 980 رونمایی کرده است.

سایر بازیگران صنعتی بزرگ نیز بسیار مشتاق هستند و سرمایه‌گذاری مناسبی در حوزه معماری 7 نانومتری نیز صورت گرفته است. اکنون صنایع ریخته‌گری سامسونگ همانند رقیب اصلی خود یعنی TSMC آمادگی دارد تا طی سال جاری تراشه‌هایی را تولید و ارایه نماید. در عین حال اپل به دنبال تامین بخش عمده‌ای از تراشه‌های موردنیاز گوشی‌های آی‌فون جدید خود بوده و از سوی دیگر رابطه این شرکت با کوالکام، دوران تنش‌باری را پشت سر می‌گذارد.

دلایل اهمیت بسیار زیاد معماری 7 نانومتری

اکنون تراشه‌های موبایلی پرچم‌دار سال‌هاست که از فرآیند تولید 10 نانومتری FinFet استفاده می‌کنند. گام بعدی فرآیند کاهش مقیاس متعلق به لیتوگرافی 7 نانومتری خواهد بود. بهره‌گیری از ترانزیستورهایی با ابعاد کوچک‌تر در این تراشه‌ها موجب کاهش اندازه، ارتقا بهره‌وری و توان تراشه خواهد شد. این فناوری برای تولید تراشه‌های 7 نانومتری که به‌طور فزاینده‌ای در حال گران‌تر شدن هستند، نیازمند برقراری نوعی توازن خواهد بود؛ این موضوع در خصوص هزینه‌های طراحی تراشه نیز صدق می‌کند.

همچنین این پدیده آغازی برای تغییر فناوری تولید تراشه‌ها به لیتوگرافی ماوراءبنفش بی‌نهایت (EUV) به‌شمار می‌آید. تولید تراشه‌ها نیازمند سرمایه‌گذاری کلان در زمینه فناوری‌های جدید است و این موضوع جهت ساخت تراشه‌هایی با معماری 5 نانومتری و پایین‌تر ضروری خواهد بود.

شرکت GlobalFoundries اخیرا اعلام کرده که با توجه به این هزینه‌ها به دنبال کنار گذاشتن فرآیند تولید 7 نانومتری و توسعه فناوری‌های محبوب 12 نانومتری و 14 نانومتری خود است. امسال سامسونگ با وجود فناوری 7 نانومتری خود مستقیما به سوی معماری EUV حرکت خواهد کرد. در عین حال TSMC پیش از معرفی فرآیند تولید 7FF+EUV در اوایل سال 2019، مشغول تولید نخستین تراشه 7 نانومتری خود با فناوری فعلی مجهز به طول‌موج 193 نانومتری است.

اکنون صنایع از فرآیند 10 نانومتری تنها برای مدت زمان 2 سال استفاده کرده‌اند؛ اما تولیدکنندگان تراشه‌های موبایلی برای به‌کارگیری فناوری 7 نانومتری با مصرف انرژی پایین‌تر بسیار مشتاق هستند. TSMC پیش‌بینی می‌کند که استفاده از فرآیند 7 نانومتری FF+EUV موجب کاهش 40 درصدی توان مصرفی و کاهش 37 درصدی اندازه فیزیکی تراشه در مقایسه با تراشه‌های 10 نانومتری موجود در پردازنده‌های پیشرفته امروزی خواهد شد. پیرامون کارآیی لیتوگرافی سامسونگ نیز انتظارات مشابهی وجود دارد. وجود این تراشه‌ها برای اسمارت‌فون‌های رده‌بالا که به‌صورت فزآینده‌ای نیازمند انرژی هستند، یک برگ‌برنده قابل‌توجه محسوب می‌شود؛ از این‌رو کلیه کمپانی‌های بزرگ تولیدکننده تراشه تصمیم دارند تا از این فناوری بهره‌برداری نمایند.

رقابت جهت تبدیل شدن به تولیدکننده برتر

با وجود تنها 2 شرکت که آمادگی لازم جهت تولید قطعات 7 نانومتری برای محصولات اوایل سال 2019 را دارند؛ کمپانی‌های طراح تراشه نظیر اپل، AMD، های‌سیلیکون و کوالکام مشغول انعقاد قراردادهایی مطمئن برای نسل بعدی محصولات خود هستند. اپل طبق روال معمول به‌منظور حفظ سهم ضروری خود برای جدیدترین گوشی‌های آی‌فون و تراشه 7 نانومتری A12، سرمایه‌گذاری مناسبی را انجام داده است. بر اساس پیش‌بینی‌ها در اواسط ماه سپتامبر از تراشه جدید A12 اپل رونمایی خواهد شد. اپل شرکت TSMC را به‌عنوان تولیدکننده تراشه‌های خود برگزیده است و کمپانی‌های AMD و هواوی نیز از تولیدات این غول تایوانی استفاده می‌کنند. همچنین کوالکام به منظور تولید 2 تراشه قبلی خود با TSMC همکاری نموده است و اکنون گزارش شده که این همکاری در سال جاری نیز مجددا ادامه خواهد یافت.

اسمارت‌فون‌های اندرویدی که از تراشه‌های 7 نانومتری اسنپ‌دراگون ساخت شرکت کوالکام استفاده می‌کنند؛ احتمالا در قامت پرچم‌داران اوایل سال 2019 ظاهر می‌شوند. با عرضه نخستین پردازنده 10 نانومتری کوالکام یعنی اسنپ‌دراگون 835، برخی تولیدکنندگان به دلیل دسترسی محدود به این تراشه ناچارا چیپست‌های قدیمی‌تر را انتخاب کردند. با توجه به این‌که TSMC استفاده از فناوری EUV را به سال آینده موکول نموده است؛ لذا می‌توان نسبت به عرضه تراشه‌های 7 نانومتری در آن مقطع زمانی امیدوار بود. اما تامین محدود این تراشه‌ها همچنان امری محتمل است.

در زمان حرکت به سوی یک فرآیند تولید جدید، وجود منابع محدود همواره به‌عنوان یک فاکتور ریسک قلمداد می‌شود. بعلاوه برخی اقدامات‌جانبی نیز هزینه‌بر خواهند بود. برند های‌سیلیکون هواوی در راستای تلاش‌های خود برای توسعه لیتوگرافی 7 نانومتری حداقل 300 میلیون دلار سرمایه‌گذاری کرده است. به‌خاطر داشته باشید که های‌سیلیکون یکی از توسعه‌دهندگان سنتی نیمه‌هاد‌ی‌ها به‌شمار می‌رود؛ لذا هزینه‌های مربوط به خطوط تولید EUV بسیار بالاتر است.

وب‌سایت DigiTimes گزارش می‌دهد که شرکت‌های کوالکام و مدیاتک به دلیل هزینه‌های بالا، تولید تراشه‌های 7 نانومتری را تا سال 2019 به تعویق انداخته‌اند. با این‌حال هنوز احتمال دارد که در پایان سال 2018 شاهد رونمایی کوالکام از تراشه 7 نانومتری اسنپ‌دراگون باشیم و این کمپانی اکنون مشغول نمونه‌برداری از تراشه مذکور است. در حال حاضر مدیاتک به بازار تولیدات پیشرفته ابدا علاقه ندارد. بنابراین چنین شایعاتی را نبایستی چندان جدی گرفت.

سامسونگ از یک مزیت منحصربه‌فرد برخوردار است؛ زیرا تنها شرکت طراحیست که می‌تواند تراشه‌های خود را تولید نماید (صرف‌نظر از اینتل). بر اساس شایعات، سامسونگ مشغول کار بر روی یک تراشه 7 نانومتری با نام اگزینوس 9820 است. انتظار می‌رود از این تراشه در اسمارت‌فون گلکسی S10 به همراه نسخه‌ای از گوشی با تراشه 7 نانومتری اسنپ‌دراگون رونمایی شود. اما این موضوع احتمالا تا حد زیادی به حجم تراشه‌های قابل‌دسترس تولید شده از طریق فرآیند پیشرفته EUV بستگی خواهد داشت.

زمان عرضه محصولاتی با معماری 7 نانومتری

به‌منظور مشاهده مزایای پردازنده‌های 7 نانومتری مجبور نخواهید بود که تا سال 2019 و عرضه اسمارت‌فون‌های پرچم‌دار مختلف منتظر بمانید. هواوی میت 20 پرو با پردازنده جدید کایرین 980 قرار است در روز 16 اکتبر عرضه شود. بر اساس پیش‌بینی‌ها، جدیدترین سری از گوشی‌های آی‌فون اپل حتی زودتر از این تاریخ و در روز 12 سپتامبر معرفی خواهند شد. قطعا پیش از پایان سال 2018، مشتریان از اسمارت‌فون‌هایی با لیتوگرافی 7 نانومتری استفاده خواهند کرد. افرادی که در سال 2019 نسبت به خریداری یک پرچم‌دار جدید اقدام نمایند، به احتمال قریب به یقین شاهد حضور پردازنده‌ای کارآمدتر در گوشی خود خواهند بود.

نوشته علل گرایش شدید کمپانی‌ها و خریداران به فناوری تولید 7 نانومتری اولین بار در وب‌سایت فناوری پدیدار شد.