Huaweis senaste telefon Mate 60 Pro har beskrivits som ett misslyckande för de amerikanskledda handelsrestriktionerna mot Kina, då den nya telefonens systemkrets (SoC) är byggd på en inhemsk 7-nanometersteknik från SMIC. Skeptiker i branschen har uttryckt att processens yield, andelen fungerande kretsar per färdig kiselskiva, rimligen bör vara katastrofal då Kina och SMIC inte har tillgång till EUV-scanners.
Samtidigt vet vi sedan tidigare att TSMC:s första generations 7-nanometersprocess (N7) inte heller nyttjade EUV då den lanserades år 2018 – och bolaget levererade ändå i stor skala. Inte heller Semianalysis tror att SMIC och bolagets 7-nanometersprocess, kodnamn N+2, lider nämnvärt. Till att börja med noteras att SMIC har bunkrat upp utrustning för att kunna tillverka kretsar på N+2, något de lyckats göra genom att hävda till leverantörer att den ska användas för 28 nanometer. Utrustningen är nämligen densamma.
Som ett specifikt exempel nämns ASML:s DUV-scanner NXT:1980i, som inte är föremål för exportrestriktioner. Denna serie av verktyg användes av inte enbart TSMC för att starta produktionen med N7, men också av Intel för sin process Intel 7. SMIC väntas under första hälften av 2024 besitta 15 stycken NXT:1980i, vilket enligt receptet N+2 skulle räcka för en produktion om närmare 30 000 wafer starts per month (WSPM).
Semianalysis noterar att en produktionstakt om 30 000 WSPM skulle räcka till över 10 miljoner gigantiska beräkningskretsar i Nvidia H100-storlek per år – med en yield om cirka 50 procent. Därtill råder inga i nuläget exportrestriktioner till Kina på utrustning för avancerad paketering, till exempel Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS), eller för den delen högpresterande minne av typen HBM. Kinesiska källor till Semianalysis uppger inga exakta siffror gällande yield, men uttrycker försiktigt nöje med tillverkning på N+2.
Värt att ha i åtanke är också att en ny tillverkningsprocess aldrig är perfekt, utan kräver en partner som är villig att samarbeta över tid för att förfina tekniken. Hos TSMC innehar Apple denna roll, just nu som i princip ensam kund på N3, men i det sammanhanget ska heller inte Huawei glömmas bort. Huawei var nämligen en tidig kund hos TSMC på tekniknoden 5 nanometer (N5) och vet vad uppstartsprocessen innebär. Att bolaget nu lägger alla ägg i den kinesiska korgen hos SMIC sker i huvudsak av tvång – men då Huaweis halvledarambitioner hänger på dess framgång lär det inte göras halvhjärtat.
Framtiden med beräkningskretsar och 5 nanometer
Avslutningsvis väntar sig Semianalysis att SMIC om ett par år står redo att producera komplexa och högpresterande kretsar på 7 nanometer. Det ungefär ett sådant eftersläp TSMC har från att de producerar systemkretsar för mobilt bruk på en ny teknik, till att densamma används till applikationer för High-Performance Computing (HPC) – exempelvis processorer och grafik- tillika AI-kretsar. Det traditionella dröjsmålet tillskrivs att dessa kretsar i regel är betydligt större än mobila och behöver klara såväl högre spänning som klockfrekvenser, samtliga aspekter som påverkar yield.
Inte heller är ett avancemang till 5 nanometer för kinesisk del något som kan avskrivas till följd av brist på DUV-litografi – NXT:1980i-utrustningen är kapabel att framställa än mindre transistorer än N+2 med ”acceptabel” yield. Kostnaden för en sådan 5-nanometersteknik väntas vara cirka 20 procent högre än om SMIC haft tillgång till EUV-litografi, men det är en nota Kina gladeligen väntas acceptera för att kunna tillverka än mer avancerade kretsar.
