3D yarı iletken entegrasyon şirketi MonolithIC 3D’nin genel müdürü Zvi Or-Bach, 2014 yılında transistör başına maliyetin 28 nm’de düşmeyi bıraktığını gösteren bir analiz sundu. Son zamanlarda bu bulgu, 100 milyon kapının transistör başına maliyetinin, 28 nm düzlemsel proses teknolojisinin TSMC tarafından seri üretime sokulduğu 2012’den bu yana arttığını gösteren Google’dan Milind Shah tarafından da doğrulandı. Yarı İletken Özeti.
Google’ın bulgusu, “Transistör maliyet ölçeklemesinin (0,7X) 28 nm’de durduğunu ve nesiller arası sabit kaldığını gösteriyor.”
Sektör, bir süredir yeni düğümlerle transistör başına maliyetlerin getirisinin azalmasından endişe duyuyor. 7nm, 5nm ve 3nm gibi en son çip üretim proses teknolojileri, yüz milyonlara mal olan daha gelişmiş fabrika araçları gerektirir (nasıl olur?) ASML Twinscan NXE litho makinesi durumunda 200 milyon dolar?), Bu da son teknoloji fabrikaların maliyetlerini 20 milyar dolardan 30 milyar dolara kadar seviyelere çıkarıyor. Bu da elbette öncü düğümlerdeki üretimi çok pahalı hale getiriyor. Yonga yapımı yıllar geçtikçe daha karmaşık ve pahalı hale gelmiş olsa da, burada büyük resme bakmak mantıklıdır.
Aslında, Google’dan Milind Shah’ın IEDM endüstri fuarında sunduğu grafiğe göre, 28nm’ye normalleştirilmiş 100 milyon transistörün maliyeti aslında sabit, hatta artıyor. Maliyet ölçeklendirmesinin olmaması, bazı çip tasarımlarının en yeni düğümlerden bazılarını benimsemesini daha az çekici hale getiriyor. Ayrıca, maliyetleri ve performansı optimize etmek için öncü bir düğüm kullanarak tek bir silikon parçasından hazırlanmış yekpare tasarımlar üretmek yerine, bazı tasarımları parçalara ayırmayı, yani onları küçük parçalara ayırmayı daha çekici hale getiriyor.
AMD’nin Ryzen masaüstü CPU’ları ve Intel’in Meteor Lake dizüstü bilgisayar CPU’ları, farklı fabrikalarda farklı süreç teknolojileriyle yapılmış üç veya dört yongadan oluşan, istemci bilgi işlem alanındaki ayrıştırılmış tasarımların en belirgin örneğidir. Veri merkezi alanında, AMD’nin son derece başarılı EPYC veri merkezi CPU’ları başka bir örnek teşkil ediyor. AMD ve Intel gibi milyarlarca şirket, tasarım seçeneklerini kesinlikle dikkatli bir şekilde değerlendirebilir ve ardından ellerindeki en iyi teknolojileri kullanarak ürünler geliştirebilir. Küçük üreticiler için işler o kadar kolay olmayabilir.
İlk olarak, çoklu yongalı tasarımlar monolitik tasarımlara göre daha fazla güce aç olma eğilimindedir, bu nedenle mobil cihazlar için tam olarak en iyi seçim değildirler. İkincisi, çoklu çipli entegrasyon zorlu bir mühendislik görevidir ve MonolithIC 3D gibi şirketler çoklu çipli entegrasyon hizmetlerini sunarken (nihai olarak Intel’in Foveros’u veya TSMC’nin CoWoS’u gibi gelişmiş paketleme teknolojilerini kullanarak), hizmetleri maliyetlidir. Üçüncüsü, gelişmiş paketleme teknolojileri pahalıdır ve CoWoS tahsisi almak, ileri teknoloji düğüm tahsisi almak kadar zordur.
Bu amaçla, yeni düğümler artık transistörleri daha ucuz hale getirmese de, verimli bir şekilde ayrıştırılamayan veya imalatlarındaki zorluklar nedeniyle ayrıştırılması zor olan birçok tasarım için hâlâ çok anlamlıdır.
