تقنية شرائح الجيل التالي من سامسونج ستتأخر حتى عام 2022

لقد تأخرت تكنولوجيا التصنيع الخاصة بالشركة البالغ حجمها 3 نانومتر ، ولكن سيصل خليفتها الأكثر تقدمًا 2 نانومتر في عام 2025.

خططت شركة سامسونج ، وهي إحدى الشركات المصنعة للمعالجات الرائدة الثلاثة ، للبدء في بناء فئة رقائق أسرع وأكثر كفاءة في عام 2021 ، ولكن بدلاً من ذلك ، سيصل التصميم الجديد بدلاً من ذلك في النصف الأول من عام 2022. شاركت شركة الإلكترونيات الكورية العملاقة الجدول الزمني لـ التحول خلال منتدى Samsung Foundry Forum يوم الأربعاء.

وهذا يعني أن العملاء الذين يعتمدون على سامسونج سيضطرون إلى الانتظار لفترة أطول للاستفادة من التكنولوجيا الرائدة. ومن بين أكبر الأسماء التي تستخدم خدمات الشركة مصمم شرائح الهاتف كوالكوم Qualcomm وصانع الخوادم IBM و سامسونج نفسها.

لكن الخبر السار لهؤلاء العملاء هو أن سامسونج أعلنت أيضًا عن تقدم في الجيل التالي من التصنيع بعد ذلك ، وهو تحسين يجب أن يصل في النصف الثاني من عام 2025. وهذا من شأنه أن يقدم خطوة أخرى إلى الأمام في أداء الرقائق وكفاءة الطاقة وتصغير الإلكترونيات ، قالت سامسونج.

كشفت شركة تايوان لتصنيع أشباه الموصلات ، أكبر منافس سامسونج في صناعة الرقائق ، عن تأخير في تقنية مماثلة في أغسطس. يخفف الجدول الزمني الضغط قليلاً على أنتل، التي تطلق أعمالها الخاصة في مجال السباكة كجزء من خطة التعافي التي تهدف إلى استعادة القيادة التي فقدتها أمام TSMC و سامسونج .

تتعرض أعمال المعالج لضغوط شديدة. مع زيادة الوباء في مبيعات أجهزة الكمبيوتر ، واستخدام الهواتف الذكية ، ونفاد الخدمات عبر الإنترنت من مراكز البيانات ، فاق الطلب على المعالجات القدرة التصنيعية. أدى النقص في الرقائق إلى إعاقة مبيعات أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الألعاب والسيارات وغيرها من المنتجات التي تعتمد على سلاسل توريد الإلكترونيات العالمية.

استنادًا إلى محادثات سامسونج مع العملاء ، لن يخف نقص المعالج حتى عام 2022 ، كما قال شون هان ، نائب رئيس شركة سامسونج فاوندري Samsung Foundry ، استنادًا إلى محادثات سامسونج مع العملاء. وقال في إيجاز قبيل منتدى Samsung Foundry Forum: “من وجهة نظرنا ، ستستمر ستة إلى تسعة أشهر أخرى ، على الرغم من أننا نستثمر ، ويعمل موردو المسابك الآخرون على زيادة طاقتهم”.

يعد الانتقال إلى تكنولوجيا التصنيع من الجيل التالي أمرًا معقدًا للغاية. تتكون الرقائق من مليارات المكونات الإلكترونية التي تسمى الترانزستورات ، كل منها أصغر بكثير من ذرة من الغبار. تقوم مصانع تصنيع الرقائق ، المسماة fabs ، بحفر أنماط الدوائر على رقائق السيليكون بعملية تتطلب عشرات الخطوات التي تستغرق شهورًا.

يأتي التقدم من خلال تصغير الترانزستورات بحيث يمكن ضغط المزيد على شريحة ، وزيادة سرعتها وتقليل استهلاكها للطاقة. تستخدم عملية الجيل التالي من سامسونج ، والتي تسميها 3GAE ، تقنية تسمى Gate all around (GAA). إنها نسخة مبكرة من التكنولوجيا.

وفي عام 2023 ، تتوقع سامسونج أن تصل إلى حجم إنتاج مرتفع بإصدار أكثر نضجًا يسمى 3GAP. يشير الرقم 3 في الاسم إلى قياس 3 نانومتر والذي ، على الرغم من أنه لم يعد مرتبطًا بشكل مباشر بأبعاد إلكترونيات الرقائق ، إلا أنه يعمل بمثابة علامة للتقدم في طرق التصنيع.

تصنيع 2 نانومتر في عام 2025

ثم في عام 2025 ، تخطط الشركة للانتقال إلى التكنولوجيا الشاملة للبوابة الثانية الأكثر تقدمًا والتي تسميها 2GAP. ستكون طريقة التصنيع هذه هي الأولى من جيل 2 نانومتر من سامسونج. سيكون أحد التحسينات في عدد “الأشرطة النانوية” الحاملة للتيار التي ستخترق مادة البوابة المحيطة ، والتي ستزداد من 3 في الجيل 3 نانومتر إلى 4 شرائط نانوية.

نظرًا لأن الرقائق تصبح أكثر تعقيدًا ، فإنها غالبًا ما تصبح أكثر تكلفة ، ولهذا السبب يلتزم العديد من مشتري الرقائق بعمليات تصنيع أقدم وأرخص من شركات مثل GlobalFoundries.

لكن سامسونج تعتقد أن بإمكانها جعل عمليات التصنيع الجديدة مغرية من الناحية المالية للعملاء.

قال مونسو كانغ ، رئيس فريق إستراتيجية المسبك في سامسونج: “على الرغم من أن تقنية GAA هي تقنية صعبة ، إلا أننا سنسعى جاهدين لخفض تكلفة كل ترانزستور”. “هذا الاتجاه سيستمر”.

تحسينات تغليف الرقائق

لعقود من الزمن ، رسم قانون مور كيف سمح التصغير لمصممي الرقائق بتعبئة المزيد والمزيد من الترانزستورات في منطقة رقاقة معينة. لكن الوتيرة البطيئة للتصغير جعلت سبل التقدم الأخرى أكثر أهمية.

يتمثل أحد الاتجاهات الرئيسية في التعبئة والتغليف – الطرق التي يمكن بها توصيل “شرائح” مختلفة في معالج واحد أكبر. تعمل سامسونج على تحسين مجموعة الرقائق التي يمكن توصيلها من الحافة إلى الحافة ، والتي تسمى دائرة متكاملة 2.5D ، أو موضوعة فوق بعضها البعض ، تسمى 3D. كما تعمل أيضًا على تعبئة روابط البيانات بين الرقائق بكثافة أكبر للاتصالات عالية السرعة.

وقد حصل على مصطلح جديد لمزيج من اتصالات 2.5D و 3D: 3.5D. قال كانغ في حديث: “هذا النوع من الرقائق سيسمح لنا بتحقيق أداء وكثافة غير مسبوقين”.

هذا ما تفعله إنتل بالفعل بمعالج Ponte Vecchio ، وهو شريحة غريبة جيدة للرسومات والذكاء الاصطناعي وأغراض الحوسبة الفائقة.

إحدى المزايا الكبيرة للتقدم في التعبئة والتغليف هي فكرة تسمى التكامل غير المتجانس – وهي تجمع بين مجموعة متنوعة من الرقائق التي تم إنشاؤها باستخدام عمليات مختلفة. يتيح ذلك لصانعي الرقائق دمج عمليات التصنيع القديمة باهظة الثمن لبعض المكونات والعمليات المتطورة للأجزاء التي يكون الأداء فيها أمرًا بالغ الأهمية ، على سبيل المثال.