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TSMC n’offrira qu’un seul type de 20 nm

Image 1 : TSMC n'offrira qu'un seul type de 20 nmTSMC aurait l’intention de ne proposer qu’une version de son 20 nm au lieu des quatre versions qu’il offre pour son 28 nm. Selon les propos rapportés par EETimes et tenus lors d’un colloque par Shang Yi-Chiang, vice-président et co-directeur des opérations chez TSMC, la multiplication des choix ne serait pas technologiquement justifiée.

Un 28 nm haute performance, basse consommation, mobile et bon marché

Il existe aujourd’hui quatre versions du 28 nm. La première est dite haute performance parce que la grille est courte, ce qui permet d’accroître la vitesse de fonctionnement du transistor, mais complique sa fabrication. La deuxième est dite basse consommation, parce que la grille est plus grande, ce qui réduit les fuites de courant et donc la consommation du transistor. Ce processus est plus simple, mais moins performant. La troisième version est dite mobile et se situe entre les deux premiers. Ces trois premières versions utilisent des électrodes en métal pour la grille et une couche isolante d’un diélectrique high-k (ce que l’on désigne par HKMG ou High-K Metal Gate). Enfin, la quatrième version est pour les puces à bas coût. Elle utilise un oxynitrure de silicium (SiON) pour la grille, ce qui est bien moins cher qu’un transistor HKMG, mais bien moins performant (cf. « Les limites des finesses définies par l’ITRS »).

Le fondeur a annoncé vouloir passer à une version unique pour son 20 nm, parce que les différences entre les versions haute performance et basse consommation ne sont pas aussi importantes qu’avant. On imagine aussi que cela facilitera la gestion de ces lignes de production et qu’il trouvera un compromis entre performance et rendement. C’est important, alors que la firme se prépare à gérer de nouveaux problèmes. Une simplification de son offre permettra ainsi de mieux affronter l’avenir.

Simplifier l’offre pour faciliter la gestion des futurs problèmes

TSMC a annoncé se préparer à la gravure en 14 nm, qui vient après le 20 nm, mais qui s’annonce très compliquée. En effet, il devra utiliser des transistors en 3D et probablement faire appel à des ultraviolets extrêmes (EUV ou Extreme UltraViolet). Or, comme nous l’anticipions déjà l’an dernier, TSMC ne devrait pas pouvoir produire des transistors en 3D avant 2015. Il pourrait donc décider de passer par des finesses de gravure intermédiaire telles que le 18 nm ou le 16 nm, avant de graver en 14 nm. C’et un choix cornélien, principalement parce que chaque finesse de gravure représente un investissement important et va monopoliser des chaînes de fabrication pendant cinq à dix ans. Choisir une gravure intermédiaire ne se fait pas à la légère.

De plus, les scanners à ultraviolet extrême demandent aujourd’hui une source d’énergie électrique si importante et stable qu’ils sont incompatibles avec les usines actuelles (cf. « Défis lithographiques à venir »). Les équipementiers travaillent sur ce problème, mais rien ne garantit que les machines seront prêtes pour 2013 ou 2014, comme cela était initialement prévu. Dans le cas où les EUV ne sont pas viables pour le 14 nm, TSMC devra avoir recours à un mélange de doubles et triples motifs, ce qui sera extrêmement couteux (cf. « Le double motif, un passage obligé »).