Před nedávnem jsme tu psali o tom, že podle aktuálních informací zřejmě Samsung narazil na problémy při vývoji 3nm výrobního procesu a 3nm čipy bude zřejmě vyrábět až nejdřív koncem roku 2023, ale možná až v roce 2024 – to by znamenalo, že na tuto technologii bude mít minimálně rok monopol TSMC. Zdá se, že se to potvrzuje, protože 3nm proces 3GAE ve své původní době teď dokonce zmizel z roadmapy.
Pro rekapitulaci: přes významného zaměstnance Qualcommu (který u Samsungu vyrábí ARM procesory Snapdragon pro mobily) se dostala ven informace, že zákazníci nejspíš budou schopní 3nm čipy navržené pro proces Samsungu uvést nejdříve koncem roku 2023, možná ale až v roce 2024. Původně přitom termíny měly být zhruba o .rok dřívější.
Proces 3GAE už není v roadmapě?
Nyní se dostaly na veřejnost pro změnu slajdy z prezentace Samsungu, jíž představoval své portfolio polovodičových procesů na konferenci Foundry Forum 2021 v Číně, které tento skluz zdá se dokládají, nicméně Samsungu zatím popírá, že by 3nm proces nezačal vyrábět v původně plánovaném termínu.
Na Foundry Forum 2021 se objevila následující roadmapa, ukazující postupný vývoj procesů Samsungu. Jak můžete vidět, původně plánovaný proces 3GAE vůbec není uveden, jako následníka procesů 4nm generace (4LPE, 4LPP) Samsung rovnou uvádí až proces 3GAP. To znamená, že 3nm výroba tedy pořád je v plánu, ale bude později – zřejmě totiž byla zrušena dostupnost její první generace a komerčně nabízena bude až druhá.
Ono „E“ na konci označení procesu 3GAE znamená „early“ a takto Samsung vždy nazýval první, ranou verzi procesu, která ještě nemá takové kvality (například bývaly horší dosahované frekvence) a často se používala třeba jen pro mobilní SoC. Po této generaci Samsung uváděl druhou vylepšenou verzi označenou „P“ (Plus), která už byla dotažená a byla použitelná i pro výkonnější čipy. Toto je zřejmě případ nyní u 3 nm: Samsung první early generaci 3nm procesu použije jen jako základ pro vývoj, ale už nepočítá s tím, že by byla reálně používána pro výrobu zákaznických čipů – minimálně ve Foundry byznysu.
Na komerční nasazení bude uschopněná až druhá vylepšená verze. Ta ovšem logicky bude hotová později. Proto tedy asi onen posun uvedení 3nm čipů na trh až na konec roku 2023 nebo rok 2024, o kterém mluvil Chidi Chidambaran z Qualcommu. Masová výroba na 3GAP má začít někdy v roce 2023, což vy mohlo sedět.
Galerie: Prezentace výrobních procesů Samsung na Foundry Forum 2021, odklad 3nm procesu a zrušení 3GAE
3GAE ano, ale jen pro interní použití?
Po tom, co se tyto materiály objevily, se ovšem obraz ještě trochu zkomplikoval. Samsung vydal konfliktní prohlášení, podle kterého proces 3GAE není zrušen. A dokonce ani nemá být opožděn, prý zatím vše směřuje k tomu, že se na něm začne výroba rozbíhat před koncem roku 2022 (i když příchod výsledných čipů by pak mohl sklouznout až do roku 2023). A má jít pořád o masovou výrobu, ne o nějaké laboratorní/zkušební fungování jen pro zachování tváře.
Možné vysvětlení, kterým by se tyto dvě protichůdné zprávy daly vysvětlit, nabízí například AnandTech: totiž že proces 3nm early (3GAE) by mohl nakonec používat jen sám Samsung, pro své vlastní mobilní procesory Exynos. Tím, jak při jejich výrobě a následném uplatnění v telefonech vše zůstává doma, u nich koncern může akceptovat špatnou výtěžnost nebo horší parametry i do míry, která by už pro komerčního externího klienta nebyla akceptovatelná. Samsung tedy možná buď ani nenabídne proces 3GAE těmto externím klientům, nebo pro něj zákazníky kvůli problémům s jeho zralostí do této chvíli nezískal a proto oficiálně nebude v nabídce. Jak už ale bylo řečeno, tento deficit pak s určitým zpožděním vyplní proces 3GAP, který již dostupný bude a klienti jako Qualcomm ho pak použijí.
Parametry 3nm výrobního procesu 3GAE podle Samsungu (Zdroj: SemiAnalysis)Jak jsme psali minule, oficiálně udávané parametry procesu 3GAE nebyly nijak skvělé. Původně Samsung uváděl, že proti 7nm procesu bude u čipů umožňovat až o 35 % vyšší výkon (při stejné spotřebě), nebo o 50 % nižší spotřebu při stejném výkonu. Později ale byly parametry zeslabeny a už bylo slibováno jen navýšení výkonu o 10 %, nebo snížení spotřeby o 20 %. Také cíl hustoty, kde bylo původně uváděno zmenšení plochy čipu o 45 %, se zmenšil, bylo je uváděno zmenšení čipu jen o 25 %. Proces 3GAP by měly tyto parametry už mít lepší (doufejme alespoň takové, jako byly původně slibované).
Galerie: 3nm výrobní proces Samsungu 3GAE s tranzistory typu GAAFET/MBCFET
Náhrada: 4nm proces 4LPP a 5nm 5LPP
Výpadek dostupnosti procesu 3GAP v nabídce pro externí firmy jako je například Qualcomm má zřejmě být vyplněn 4nm procesem 4LPP (také jde o vylepšenou verzi první generace 4LPE). Ten ještě nebude mít tranzistory GAAFET, mělo by jít o evoluci 5nm rodiny technologií. Vylepšenou verzi 5LPP dostane také 5nm proces. Na tom nyní prý Samsung nemá moc dobrou výtěžnost (jen okolo 50 %), což by snad 5LPP mohlo vylepšit a současně snad také tento proces bude lépe konkurenceschopný 5nm procesu TSMC N5, který má zdá se lepší parametry než první generace Samsungu (5LPE).
Bude zajímavé sledovat, zda teď v továrnách Samsungu vydrží Nvidia, nebo se svými GPU příští generace přeskočí k TSMC aby dosáhla lepší efektivitu a výkonu u svých GPU. Leakeři si myslí, že Nvidia u GeForce RTX 4000 použije 5nm proces TSMC, ale možná to ještě není definitivní a technologie 5LPP by mohla korejskému koncernu Nvidii jako zákazníka udržet.
