Мал золотник, да дорог: энтузиаст посчитал стоимость производства кремниевой пластины с 5-нм чипами
Не секрет, что освоение новых литографических технологий требует от производителей все более серьезных затрат. По этой причине уменьшается число компаний, готовых предложить 7-нм техпроцесс и более тонкие. Приблизительные расчеты показывают, что сейчас выпуск одной кремниевой пластины с 5-нм продуктами обходится TSMC чуть ли не в два раза дороже, чем пластины с 7-нм компонентами.
Соответствующими данными поделился известный в полупроводниковой отрасли блогер с псевдонимом Retired Engineer, для которого общественное внимание к результатам расчетов стало сюрпризом. Автор расчетов исходил из предположения, что TSMC требуется производить по разным литографическим нормам условный графический процессор NVIDIA P100 c 90,7 млрд транзисторов, который в рамках 5-нм технологии занимает площадь кристалла 610 мм 2. Учитывался единый для всех техпроцессов типоразмер кремниевой пластины - 300 мм.
По итогам расчета, отпускная цена одной кремниевой пластины с 5-нм чипами не должна быть ниже $16 988, чтобы банально окупить все затраты. Для сравнения, кремниевая пластина с 7-нм чипами сейчас может быть реализована TSMC за $9346. Существенная разница в стоимости объясняется несколькими факторами. Во-первых, TSMC только начала осваивать 5-нм техпроцесс. Закупленное оборудование и специализированная оснастка пока распределяют часть фиксированных затрат на небольшой объем продукции, поэтому удельная себестоимость одной кремниевой пластины достаточно высока.
Во-вторых, 5-нм техпроцесс подразумевает более активное использование литографии со сверхжестким ультрафиолетовым излучением (EUV). Литографические сканеры для EUV пока остаются дорогим удовольствием, их закуплено не так много, а в рамках 5-нм технологии TSMC может применять EUV-литографию на 14 слоях полупроводникового чипа. Стартовые затраты велики, а потому производство 5-нм продукции пока остается дорогим удовольствием.
Приведенные в таблице данные не претендуют на достоверность, поскольку сама TSMC подобной информацией никогда делиться не станет, но автор расчетов уверяет, что придерживался точных значений там, где это было возможно. Интересно, что даже с учетом высоких затрат в рамках 5-нм технологии условный чип P100 выпускать лишь на $5 дороже, чем с использованием более зрелой 7-нм технологии. Попутно могут достигаться улучшения в частотном потенциале и уровне энергопотребления, так что не все определяется только финансами. Если бы чип с такими параметрами пришлось выпускать по 16-нм или 12-нм технологии, то он обошелся бы дороже, в $331 за экземпляр против $238 при использовании 5-нм технологии. Ну, а по мере увеличения объемов выпуска 5-нм продукции будет снижаться и ее себестоимость.
