SMIC осваивает 7-нм техпроцесс

До самого последнего времени считалось, что в распоряжении ведущего чипмейкера Китая, Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC), имеются лишь 14-нм и более зрелые технологические процессы. Однако после пристального изучения новейших микросхем под этой маркой стало ясно, что в материковом Китае начали осваивать производственные нормы 7 нм – а это в значительной мере сокращает разрыв между микропроцессорными индустриями КНР, с одной стороны, и США, Тайваня и Южной Кореи – с другой.

Всё началось с того, что обозреватели высокотехнологичных продуктов TechInsights приобрели в свободной продаже китайскую установку для майнинга биткойнов MinerVa – грубо говоря, серверную мини-ферму с вычислительными модулями крайне специфичной конструкции. Системы на кристалле в составе этой фермы ориентированы на производство относительно несложных, но многократно повторяющихся вычислений – это как раз то, что требуется для оптимального исполнения алгоритма по добыче очередного биткойна. Подобные фермы с чипами оптимизированной под криптомайнинг конструкции были чрезвычайно популярны в мире на пике биржевой цены биткойна, да и сегодня продолжают пользоваться немалым спросом.

Дотошные исследователи из TechInsights в буквальном смысле слова распотрошили изучаемую установку, не просто добравшись до вычислительных микросхем с маркировкой TSMC, но и сняв с них корпусные крышки и изучив поверхности кристаллов под микроскопом. Каково же было удивление обозревателей, когда выяснилось, что структура полупроводниковых элементов в этих процессорах соответствует не 14-нм, а 7-нм производственным нормам – причем она весьма схожа с той, что использует при изготовлении аналогичных систем-на-кристалле тайваньская TSMC.

Формально SMIC заявляла еще в начале 2020 г., что работает над 7-нм производственными линиями, – тогда начало серийного выпуска соответствующих чипов первого поколения планировалось на IV квартал того же года. Понятно, что COVID-19 спутал в том числе и эти карты, однако не менее очевидно и стремление китайской компании как можно скорее освоить новый для нее техпроцесс, чтобы снизить зависимость fabless-разработчиков чипов из КНР от тайваньских pureplay-фабрик.

Важной особенностью анонсированного 7-нм техпроцесса SMIC можно считать его развитие из 14-нм производственных норм вендора – с опорой фактически на то же самое оборудование, использующее дальний ультрафиолет (DUV, неоновые лазеры), а не предельное (EUV, плазменное излучение). Дело в том, что фактически единственный поставщик EUV-литографических машин в мире, голландская ASML, прекратила сотрудничество с заказчиками из КНР после введения американских санкций в 2019 г., а изготовителей DUV-оборудования на свете все-таки больше. К тому же оно стало в изрядных количествах появляться на вторичном рынке после того, как те же TSMC и Samsung Electronics принялись активно переводить свои передовые фабрики на EUV-машины.

Чипы SMIC из установки MinerVa, изготовленные по 7-нм производственным нормам, привлекли внимание исследователей из TechInsights своими весьма миниатюрными размерами – 46х42 мм. В сочетании с крайней простотой их архитектурного плана это привело обозревателей к заключению, что китайский чипмейкер находится пока на ранних стадиях освоения новейшего для себя техпроцесса. Тем более, что переналадка рассчитанного на 14-нм нормы DUV-литографического оборудования явно требует бóльших инженерных усилий, чем использование уже оптимизированного для работы с 7-нм и даже 5-нм архитектурами EUV-машины.

И все же, раз первые 7-нм полупроводниковые ласточки уже запущены SMIC в серию (пусть пока и малую – спрос на майнинговые фермы заметно ниже, чем на серверы или ноутбуки), значит, компания намерена и дальше совершенствовать новый для себя техпроцесс. Вряд ли стоит сомневаться, что через некоторое время в КНР появятся относительно современные компьютерные чипы собственного изготовления – что, с учётом размеров китайского рынка (а также рынков находящихся под западными санкциями стран, включая Иран и Россию), заметно сузит потенциал безальтернативного распространения процессоров и систем-на-кристалле под глобальными марками AMD, Intel, Qualcomm и др.