La technologie de puce de nouvelle génération de Samsung retardée jusqu’en 2022

Samsung, l’un des trois fabricants de processeurs de pointe, avait prévu de commencer à construire un classe de puces plus rapide et plus efficace en 2021, mais le nouveau design arrivera plutôt au premier semestre 2022. Le géant coréen de l’électronique a partagé le calendrier du changement lors de son Samsung Foundry Forum mercredi.

Le glissement signifie que les clients qui comptent sur Samsung devront attendre plus longtemps pour profiter de la technologie de pointe. Parmi les plus grands noms utilisant les services de la société figurent le concepteur de puces téléphoniques Qualcomm, le fabricant de serveurs IBM et Samsung lui-même.

La bonne nouvelle pour ces clients, cependant, est que Samsung a également annoncé des progrès dans la prochaine génération de fabrication par la suite, un raffinement qui devrait arriver au second semestre 2025. Cela devrait permettre une nouvelle avancée dans les performances des puces, l’efficacité énergétique et la miniaturisation de l’électronique. , a déclaré Samsung.

Le principal rival de Samsung dans la fabrication de puces, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., a révélé un retard d’une technologie similaire en août. Les glissades d’horaires soulagent un peu la pression Intel, qui lance sa propre entreprise de fonderie dans le cadre d’un plan de relance visant à reprendre le leadership perdu au profit de TSMC et Samsung.

Le secteur des processeurs est soumis à une pression extrême. Avec la pandémie qui stimule les ventes de PC, l’utilisation des smartphones et les services en ligne à court de centres de données, la demande de processeurs a dépassé la capacité de fabrication. Les la pénurie de puces a entravé les ventes de PC, consoles de jeux, voitures et autres produits dépendant de chaînes d’approvisionnement électroniques mondiales.

Sur la base des conversations de Samsung avec les clients, la pénurie de processeurs ne s’atténuera pas avant 2022, a déclaré Shawn Han, vice-président directeur de Samsung Foundry, sur la base des conversations de Samsung avec les clients. « De notre point de vue, cela durera encore six à neuf mois, bien que nous investissions et que d’autres fournisseurs de fonderies augmentent leur capacité », a-t-il déclaré lors d’un briefing avant le Samsung Foundry Forum.

Passer à la technologie de fabrication de nouvelle génération est extrêmement compliqué. Les puces sont constituées de milliards de composants électroniques appelés transistors, chacun beaucoup plus petit qu’un grain de poussière. Les usines de fabrication de puces, appelées fabs, gravent les motifs de circuits sur des plaquettes de silicium avec un processus nécessitant des dizaines d’étapes qui prennent des mois.

Le progrès vient de la miniaturisation des transistors afin de pouvoir en insérer davantage sur une puce, augmentant leur vitesse et diminuant leur consommation d’énergie. Le processus de nouvelle génération de Samsung, qu’il appelle 3GAE, utilise une technique appelée gate all around (GAA). C’est une première version de la technologie.

En 2023, Samsung prévoit d’atteindre un volume de production élevé avec une version plus mature appelée 3GAP. Le 3 dans le nom fait référence à la mesure à 3 nanomètres qui, bien que n’étant plus directement liée aux dimensions de l’électronique des puces, sert d’étiquette aux progrès des méthodes de fabrication.

Fabrication 2 nanomètres en 2025

Puis, en 2025, la société prévoit de passer à une deuxième technologie plus avancée, plus avancée, qu’elle appelle 2GAP. Cette méthode de fabrication sera la première de la génération 2 nm de Samsung. Une amélioration concernera le nombre de « nanorubans » porteurs de courant qui pénétreront dans le matériau de grille environnant, qui passera de 3 dans la génération de 3 nm à 4 nanorubans.

Au fur et à mesure que les puces deviennent plus complexes, elles deviennent aussi souvent plus chères, c’est pourquoi de nombreux acheteurs de puces s’en tiennent aux processus de fabrication plus anciens et moins chers d’entreprises comme GlobalFoundries.

Mais Samsung pense pouvoir rendre les nouveaux processus de fabrication financièrement attrayants pour les clients.

« Même si la GAA est une technologie difficile, nous nous efforcerons toujours de réduire le coût par transistor », a déclaré Moonsoo Kang, responsable de l’équipe de stratégie de fonderie de Samsung. « Cette tendance va se poursuivre. »

Améliorations de l’emballage des puces

Pendant des décennies, la loi de Moore a montré comment la miniaturisation a permis aux concepteurs de puces d’emballer de plus en plus de transistors dans une zone de puce donnée. Mais le ralentissement de la miniaturisation a rendu d’autres voies de progrès plus importantes.

Une direction clé est l’emballage – les façons dont différentes « chiplets » peuvent être connectées à un processeur plus grand. Samsung s’efforce d’améliorer la variété de puces qui peuvent être connectées bord à bord, appelées circuit intégré 2.5D, ou prises en sandwich, appelées 3D. Il travaille également sur le regroupement plus dense des liaisons de données entre les puces pour des connexions à plus grande vitesse.

Et il a un nouveau terme pour la combinaison de connexions 2.5D et 3D : 3.5D. « Ce type de puce nous permettra d’atteindre des performances et une densité sans précédent », a déclaré Kang lors d’une conférence.

C’est ce que fait déjà Intel avec son processeur Ponte Vecchio, une puce exotique bonne pour les graphiques, l’intelligence artificielle et les calculs intensifs.

L’un des grands avantages des avancées en matière d’emballage est une idée appelée intégration hétérogène – combinant une grande variété de puces construites avec différents processus. Cela permet aux fabricants de puces de fusionner d’anciens processus de fabrication coûteux pour certains composants et des processus de pointe pour des pièces où les performances sont critiques, par exemple.