News Erstes funktionales 20-nm-Silizium mit TSV von Globalfoundries

[Sheila_R]

Beeindruckend ists, dass das gleich bei 20nm funkt

Welche CD (critical dimension) der Front-End-Prozess hat, ist hier ziemlich Wurscht.
Bei den TSV geht es ja nur um die Durchkontaktierung.

Im Bild sehen wir eine REM-Aufnahme einer Bruchkante*) oder eines FIB-Schnittes durch den Chip (cross-section).
Oben ist das kleine Gemehre (>20nm) und von der Rückseite (im Bild unten) wird der Wafer durchgeätzt (= TSV). VIAS-Breite hier ~5µm.

Ich hatte vor Jahren mal etliche 200mm-Si-Wafer durchgeätzt (Standarddicke). Das Interesse daran hielt sich aber in Grenzen. Die Wafer liegen immer noch ungenutzt hier rum...

Wobei die VIAS schon brutal gut aussehen.
Ich sehe an den Seitenwänden der VIAS keine Scallops. D.h. die werden wohl nicht mit Gas-chopping sondern mit Cryo geätzt sein. Weiß jemand genaueres?

Welche Maschine? Oxford oder STS?

Edit:

13760835

Ähm, Deine Vorstellung ist kindlich naiv (nicht böse gemeint).
Ich glaube, Du kannst Dir nicht im Traum vorstellen, was es heißt eine Wafer-Fab auszurüsten und wieviel Zeit, Kosten, Forschung es benötigt "Techniken aus der Forschungslabor" in die Fertigung zu überführen.
Intel hat nicht nur technologisch Jahre Vorsprung. Das Forschungs-/Entwicklungs-Budget ist in einer anderen Dimension verglichen mit AMD/GF.

Edit #2: *) Das ist ziemlich sicher eine Bruchkante und kein FIB-Schnitt. Der Schnitt über diese Tiefe (>10µm) würde viel zu lange dauern. FIB-Schnitt lohnt sich nur bei <4µm².

Globalfoundries hat hier einen Technologiesprung geschafft

Schau mal hier: Der Hybrid Memory Cube von Mircon nutzt tatsächlich TSV für Multi-Chip-Interconnect:
www_micron_com/products/hybrid-memory-cube
http_//hexus_net/tech/news/ram/53777-hybrid-memory-cube-interface-specification-finalised/
D.h. AMD ist hier nicht erster. Auch wenn ich es denen gönnen würde. Aber die hecheln seit Jahren nur noch hinterher. Der letzte wirklich gute Prozess war damals der 90nm-SOI.

 

[ata2core]

Obgleich dies klingen mag, als wäre Globalfoundries der erste Halbleiterfertiger, der erfolgreich 3D-Chips mittels TSV hergestellt habe, ist dies längst nicht der Fall. Speziell in der Speicherbranche sind „Stapelchips“ schon lange ein Thema. So hatte Samsung bereits 2007 ein Verfahren zum Aufschichten von DRAM-Chips mit Hilfe von Through Silicon Vias vorgestellt. 2010 folgten erste RDIMMs auf Basis dieser Technik. Ein jüngeres Beispiel für mittels TSV ermöglichte 3D-Chips ist Microns „Hybrid Memory Cube“, dessen finale Spezifikationen erst vor Kurzem verkündet wurden.

Werden hier Äpfel mit Birnnen verglichen?

Globalfoundries hat es geschafft auf einem Die mehrere Lagen übereinander zu Stapeln. Alle anderen Ansätze gehen dahin, mehrere Die zusammenzukleben, für Kontakt zwischen den Die zu sorgen und dann dieses Paket in einem Gehäuse unterzubringen.

Globalfoundries hat hier einen Technologiesprung geschafft, der bisher nur theoretisch angedacht war, jedoch noch nicht realisiert wurde.

 

[Krautmaster]

Da sieht man gleich, wie schnell Globalfoundries arbeiten kann (bzw. wie schnell AMD ohne illegale Beschränkungen arbeiten hätte können)

Klar, damals mit Illegalen Machenschaften Intels als man bei AMD noch gute schwarze Zahlen schrieb konnte AMD natürlich nicht "schnell arbeiten" . Jetzt nach Jahren von massiven Verlusten geht alles viel schneller

Ich denk eher dass die Auslagerung der Produktion hin zur Auftrags-Fertigung in Form von GF ihren Teil dazu beiträgt. Mit Samsung und IBM + den Geldern der Saudis hat man so auch andere Möglichkeiten. Ist nur begrüßenswert.

 

[aylano]

Ähm, Deine Vorstellung ist kindlich naiv (nicht böse gemeint).
Ich glaube, Du kannst Dir nicht im Traum vorstellen, was es heißt eine Wafer-Fab auszurüsten und wieviel Zeit, Kosten, Forschung es benötigt "Techniken aus der Forschungslabor" in die Fertigung zu überführen.

Ich glaube du weißt nicht, welche Zwischen-Stufe es in der Fabriks-Entwicklung ist, wenn sie funktionierende SRAMs zeigen.
http://www.anandtech.com/show/2018
Hier ist eine Grafik, wie es aussieht.
Sie benötigten für eine neue kleinere Fertigung 2 Jahre in der Forschung und 2 Jahre in der Entwicklung.

Wenn du mir schon Naivität unterstellst, solltest du vielleicht mal paar richtige Argumente bringen. Ich habe nie behauptet, dass Technologien in 2 Jahren erforscht werden. FinFET wird AFAIK schon seit 10 Jahren im Labor erforscht.
Technologien werden wesentlich länger erforscht. Eher hast du nicht verstanden was ich schrieb und du hast dir Sachen in meinen Text nur eingebildet.

Also, ich kann es für dich wiederholen. Durch die Umstellung, musste Globalfoundries viel Energie in die Foundry-Fertigung sowie 28nm-Bulk-Fertigung in der Fabrik reinstecken, sodass sie viele Technologien aus dem Labor in der Fabrik nicht zur Produktionsreife entwickeln konnte.

Ob AMD/Globalfoundries auch 10 Jahre für TSV im Labor erforschte, weiß ich nicht, aber 3D-Stacking und TSV ist in der allgemeinen Forschungs-Labors schon ein sehr langjähriges Thema.

Intel hat nicht nur technologisch Jahre Vorsprung. Das Forschungs-/Entwicklungs-Budget ist in einer anderen Dimension verglichen mit AMD/GF.

Hier geht es aber um Globalfoundries, die in 1-2 Jahren TSV Produktionsreif haben.
Dass Intel jetzt keine anderere Dimension in der Fertigung habe, habe ich nie behauptet, sondern ich sagte nur, dass jetzt Globalfoundries durch die zweite Forschungs-Fabrik für die Entwicklung jetzt einfach eine andere Dimension hat.

Wobei das nur für die Fertigungs-Qualität gilt. Von den Gesamt-Fabriks-Kapazitäten her ist Intel nicht mehr größer als Globalfoundries und TSMC. Die haben mit 8-10 Fabriken zwar 1-2 Fabriken mehr, aber Intel hat keine Mega-Fabs mit bis zu 60-80.000 Wafer-Starts-pro-Monat.

Klar, damals mit Illegalen Machenschaften Intels als man bei AMD noch gute schwarze Zahlen schrieb konnte AMD natürlich nicht "schnell arbeiten" .

Zwar machte in der Zeit 2007-2008 AMD große Verluste, aber es kann ja deine Meinung sein, dass Verluste schwarze Zahlen sind.
Diese wäre die Hauptentwicklung für HKMG & 40nm-Bulk gewesen, weil HKMG schon für 45nm angedacht war.
Für diese Zeit wurde Intel übrigends von der EU bestraft, weil Intel den Markt für die Konkurrenz verhinderten, die sich wegen den geringeren Umsatz und einfach nicht mehr Forschung leisten könnnen. Natürlich kannst du der Meinung sein, dass jahrlange erfahrene Wirtschaftskartell-Richter viel weniger Ahnung von Wirtschaft haben als Foren-User, die in ihrem Kinderzimmer eine weitaus größerere Logik besitzen.

Jetzt nach Jahren von massiven Verlusten geht alles viel schneller

Das ist Falsch Krautmaster. Schulden sind kein Idikator für Forschungsgeschwindigkeit sondern die vorhandenen Forschungs-Fabriken inkl. Forschungs-Thema. Doppelte Forschungs-Teams können sehrwohl wesentlich schneller arbeiten und nicht langsamer.

 

[Krautmaster]

Die Illegalen Machenschaften habe ich nun eher auf 2002-2007 datiert siehe die 1 Mrd Strafzahlung deswegen 2009.

Intel habe 2002 bis 2007 seine dominante Marktstellung bei Prozessoren missbraucht, um Konkurrenten vom Markt zu verdrängen, teilte die Kommission in Brüssel mit.

http://www.tagesschau.de/wirtschaft/intel116.html

Und gerade um 2002-2007 waren die Zahlen doch schwarz oder?
(ging da die Forschung schneller?)

aber okay, vllt hatte ich dich falsch verstanden aber welche illegalen "Beschränkungen" meinst du dann mit

Da sieht man gleich, wie schnell Globalfoundries arbeiten kann (bzw. wie schnell AMD ohne illegale Beschränkungen arbeiten hätte können)

?

Wie ist das dann gemeint wenn nicht so, dass durch "illegale Machenschaften im Wettbewerb" AMD weniger Gewinne bzw gar Schulden eingefahren hat und sich das negativ auf die Forschung auswirkte? So hatte ich die Aussage verstanden...

Das wiederum passt nicht so ganz zu dem hier:

Schulden sind kein Idikator für Forschungsgeschwindigkeit sondern die vorhandenen Forschungs-Fabriken inkl. Forschungs-Thema. Doppelte Forschungs-Teams können sehrwohl wesentlich schneller arbeiten und nicht langsamer.

Dass man mit mehr Personal "mehr" Forschen kann, davon gehe ich mal aus ...

Wie wars denn das gemeint?

Edit:

Ich habe nur klar gestellt dass ich nicht den "Wegfall" Intelschen Marktmissbrauch als Grund für die Fortschritte bei GF sehe, sondern eher die gute Kooperation die man mit anderen Konzernen im Rahmen der Foundation eingegangen ist, dafür verantwortlich mache.

 

[aylano]

http://www.tagesschau.de/wirtschaft/intel116.html

Und gerade um 2002-2007 waren die Zahlen doch schwarz oder?

Soll ich jetzt für dich nachsehen, weil du wie immer keine Ahnung hast, ob AMD schwarze Zahlen machte?
Wo ist die Logik von 20nm-TSV und schwarze Zahlen? Ich sehe leider keine Logik in deinen ständigen Ausschweifungen.

aber okay, vllt hatte ich dich falsch verstanden aber welche illegalen "Beschränkungen" meinst du dann mit

Ich schrieb von Entwickeln in der Fabriken. Du musst einmal lernen, was der Unterschied zwischen Forschen @ Labor und Entwickeln in der Fabrik ist, wenn es AMD & Co in schönen Folien zeigt.

Wie ist das dann gemeint wenn nicht so, dass durch "illegale Machenschaften im Wettbewerb" AMD weniger Gewinne bzw gar Schulden eingefahren hat und sich das negativ auf die Forschung auswirkte? So hatte ich die Aussage verstanden...

Jeder weiß doch, dass wenn man zu hohe Verluste macht, dass dann irgendwann auch mal in der Forschungs sparen muss. Und in Zeiten, wo die Entwicklungskosten steigen, konnte AMD seine Forschungs-Ausgaben steigern.
Wenn du noch weitere Fragen hast, wenn du nichts verstehst, dann kann ich sie gerne beantworten.

Dass man mit mehr Personal "mehr" Forschen kann, davon gehe ich mal aus ...

Schön, zuerst hast dich mich widersprochen, wo ich die 2. Forschungsfabrik erwähnt habe und ja du fragtest, wie AMD schneller forschen sollten, wenn sie Schulden machen.

Ich habe nur klar gestellt dass ich nicht den "Wegfall" Intelschen Marktmissbrauch als Grund für die Fortschritte bei GF sehe, sondern eher die gute Kooperation die man mit anderen Konzernen im Rahmen der Foundation eingegangen ist, dafür verantwortlich mache.

Natürlich kannst du es so sehen, genauso dass der Klimawandel der Grund ist, warum Gobalfoundries in jenen Jahren besser wurde, wo häufig über Kllimawandel gesprchen wurde. Deine ständigen Ausschweifungen versteht keiner, weil AMD immer bzw. seit über 10 Jahren schon mit IBM kooperiert hat.

 

[Krautmaster]

was heißt hier Abschweifungen? Ich schweife nur ab weil ich keine Antwort erhalten habe darauf auf was sich die illegalen Beschränkungen

Da sieht man gleich, wie schnell Globalfoundries arbeiten kann (bzw. wie schnell AMD ohne illegale Beschränkungen arbeiten hätte können)

hier bezogen. Das hat doch nicht mit Forschern zu tun, mit denen kamst du ums Eck

Wenn ich dich richtig verstanden habe meinst du also dass Intels Machenschaften 2002-2007 zu massiven Schulden bei AMD geführt haben -> HKMG schon für 45nm nicht entwickelt werden konnte (damals AMD) -> seit Wegfalls dieser Intelschen Machenschaften die Entwicklung aber wieder schneller geht? (siehe News)

Korrekt?

Dann hab ich dich ja richtig verstanden

Bleibt die Frage obs eher am Wegfall dieser von dir genannten "illegalen Beschränkungen" oder eher an der Auslagerung GF + Foundation liegt dass es mit der Entwicklung nun schneller vorangeht.
Du sagst ersteres, ich letzeres. Vermutlich ist es ne Mischung aus beidem - ich denke jedoch die Foundation spielt ne wichtigere Rolle.

 

[Matzegr]

Und gerade um 2002-2007 waren die Zahlen doch schwarz oder?

http://www.wikinvest.com/stock/Advanced_Micro_Devices_(AMD)/Data/Net_Income/1999

 

[Krautmaster]

@Matzegr

schwarz im Vergleich zu dem was danach kam

https://www.computerbase.de/2013-01/amd-mit-32-prozent-weniger-umsatz-und-473-mio.-verlust/

Sonderzahlungen sollte man auch berücksichtigen. Ich denke die Zahlen waren zumindest "schwarzer" und vor allem stabiler vor 2007 bzw. ATI Kauf als danach. Sagt auch die Aktie
Wenn man die ganzen Gelder durch Intels Strafzahlungen als die Subventionen diverser Investoren raus nimmt, dann Stand AMD doch zu der Athlon 64 Zeit besser da als heute, somit versteh ich das Argument nicht ganz dass die Forschung/Entwicklung offensichtlich mit "Illegalen Beschränkungen" korreliert sofern man annimmt, dass sich diese auf den Haushalt und nicht direkt auf die Entwicklung/Forschung beziehen...

Vllt gab es ja auch direkte illegale Beschränkungen bei der Forschung/Entwicklung von denen ich nichts weis (aber auf die aylano anspricht)

Ich würde nicht fragen wenn ich mir sicher wär wie es gemeint war.

Edit. Wie gesagt, ich denke eher dass die vermeidlichen Fortschritte bei GF auf der Auslagerung Fertigung an sich und den Kooperationen resultieren (was ja nur gut ist).

 

[olfbc]

@Sheila_R
Ich seh zwar auch keine Jakobsmuscheln, aber ich würd gerne welche essen;-)
Find ich beeindruckend das man sich nicht nur die Finger verätzen kann.
Wie dick sind denn heute die wafer, 100u?

Hast du ein paar links? Hab auf die Schnelle nur das:
https://www.zlw-ima.rwth-aachen.de/micro/htm/download/BWAW/siliziumtiefaetzen.pdf
gefunden.

 

[Sheila_R]

@Sheila_R
Wie dick sind denn heute die wafer, 100u?

300mm-Wafer mit Standarddicke: (775+-25)µm

100µm-Wafer sind schwer zu handhaben, weil fast Folie (aber in einer Wafer-Fab nimmt die eh keiner mehr in die Hand). Dünne Wafer werden meiner Meinung nach eher in der Solar-Branche verwendet (wegen Effizienzsteigerung bei Rückkontakt-Solarzellen). Materialpreis des Siliziums spielt dort im Vgl. zur
Halbleiterfertigung eine größere Rolle.

Falls das nie nächste Frage wäre: 90€/Stk. für beidseitig poliert "nackig" und 110€/Stk. beidseitig poliert + 1µm CVD-Oxid (SiO2).

Die SOI (Silicon on Insulator)-Wafer sind um einiges teurer.

Allerdings kommt der Preis sehr auf die Stückzahl drauf an (wie überall).

Ich hab mal 300mm-Wafer aus Insolvenz gekauft, für 2,60€/Stk.


PS: Den Witz mit den " Jakobsmuscheln" habe ich nicht verstanden.