IBM豪賭三星晶圓廠
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今年8月,當Globalfoundries決定停止開發和推出7nm浸沒式光刻技術和極紫外光刻技術後,似乎Globalfoundries位於紐約、馬爾他的最先進的晶圓廠的第二大伺服器晶片客戶IBM(僅次於AMD)未來的Power處理器將陷入困境。
但AMD的情況從未如此,AMD正從Globalfoundries轉向台積電,生產下一代「羅馬」Epyc處理器。
正如我們所懷疑的那樣,IBM與當今數據中心領域的大多數伺服器、網絡和定製ASIC晶片製造商一樣,並沒有選擇台積電,而是選擇了長期的晶片研發合作夥伴三星的晶圓廠。
我們當時說過,你並不需要一台超級計算機運行機器學習推理來解決這個問題。
四年前,藍色巨人IBM停止了自己的製造業務,它給Globalfoundries倒貼15億美元把IBM微電子事業部出售給Globalfoundries。
當時,IBM還致力於讓前AMD的內部代工廠接管其在紐約東費什基爾的代工廠,繼續生產基於22nm工藝的Power8和Power8』晶片,這些工藝由IBM開發,並由GlobalFordries繼續完善。
東費什基爾代工廠正在從2010年生產Power7晶片所用的45nm設備和工藝,以及2012年生產Power7+所用的32nm工藝遷移到新工藝。
(順便說一下,「』」是一個主要標誌,表明了Power處理器中I/O和可能的內存子系統的變化;它不同於「+」,「+」意味著工藝或架構的變化,亦或兩者兼而有之,但與有很大變化的主版本號相差甚遠。
)GlobalFoundries還接管了IBM System z大型機處理器的製造,這些處理器與Power晶片線有一些共同的元素,但有不同的指令集、內存和I/O體系結構。
值得注意的是,我們曾經在2015年8月發現了Power晶片路線圖,IBM在2018年初更具體地談到了這張路線圖,要求Globalfoundries製造IBM未來的Power10處理器,在2021年至2022年期間,Power10處理器很有可能安裝在美國一百萬兆級別、甚至二百萬兆級別超級計算機系統中。
2015年的預期是,Power10晶片將在Globalfoundries使用10nm工藝製造,而不是7nm電晶體柵極結構。
請看:
在我們寫這篇文章的時候,上面的這個路線圖並不是公開的。
在今年早些時候的OpenPower峰會上,IBM發布了一個路線圖,其中更深入地介紹了從Power7到Power10的哪些顯著特徵是重要的,並暗示了處理器和系統的體系結構會如何變化:
你會注意到,Power10那一欄只承諾了「新的微體系結構」和「新技術」,並沒有給出用於製造電晶體的工藝的精確尺寸。
它既沒有提到10nm,也沒有提到7nm,我們認為這是因為IBM對7nm工藝節點的產量沒有很高的信心(儘管馬爾他的晶圓廠採用了雙管齊下的方法來實現7nm)或是因為其他晶片設計者承諾使用Globalfoundries的10納米工藝,卻又因為過去幾年中全力押寶7nm而被取消。
IBM和Globalfoundries最初的協議是從2014年到2024年,一直持續到10nm節點。
這也是為什麼藍色巨人斥資15億美元讓IBM微電子退出其收入來源的原因之一。
2014年,IBM在佛蒙特州和紐約的晶圓廠以47億美元銷帳。
但如果你算上將於2019年推出的基於Globalfoundries的14nm處理器的Power9'處理器升級版,這筆交易只維持了5年。
Power9'預計將增強I/O和內存電路,就像後續的Power8'在Power8設計中添加了NVLink支持一樣。
在我們看到的一些路線圖中,IBM計劃在2019年至2020年之間的某個時間使用10nm工藝將Power10的內核加倍至每單塊晶片48個,然後遷移到7nm,讓Power11擁有更多的內核。
對於每一個伺服器晶片製造商來說,晶片製造節點都變得越來越難,這對路線圖造成了嚴重破壞。
三星的選擇顯而易見。
三星是世界上最大的半導體製造公司,甚至比英特爾還大,它為智慧型手機、平板電腦和其他嵌入式設備製造自己的ARM處理器,甚至在某個時候還考慮過製造ARM伺服器晶片。
在過去15年中,三星與IBM建立了晶片製造和設計合作夥伴關係,其中一些顯著的成就是早在2008年就首次在代工製造領域實現了高k/金屬柵極電晶體,最初用於32nm工藝,其中的一個原因是,這種工藝能夠比45nm工藝的性能提高大約35%,功耗降低30%-50%。
早在2015年7月,IBM、Globalfoundries和三星通過紐約州立大學理工學院的晶片研究中心合作,展示了7nm矽鍺溝道電晶體,並使用了EUV光刻技術,從理論上講,這種技術可以在一個晶片上容納200億個電晶體。
三星別無選擇,只能像英特爾那樣,投資晶圓技術和實施這些技術的代工廠,因為台積電(另一家從事7nm製造的晶圓廠,也是迄今在代工競爭中顯而易見的贏家)無法吸收英特爾或三星的產量。
三星正在使用EUV光刻技術達到7nm,台積電最初使用傳統的浸入式光刻技術來達到7nm,但很快就會轉向EUV技術,三星將在2020年初開始用EUV技術生產。
IBM認知系統部門的高級副總裁Bob Picciano對The Next Platform說:「我們希望我們能夠按照我們最初計劃的2021年末或2022年初讓7nm產品系列進入市場。
這一點沒有改變,我們能夠保持我們的路線圖,並保持我們的客戶期望的時間表。
我們非常了解三星在一些不同領域的業務,這給了三星一個很好的機會在代工行業建立新的競爭力。
」
順便說一句,下一代IBM大型機處理器(大概稱為Z15)將採用與Power9'晶片相同的Globalfoundries的升級版14nm工藝,後續的Z16大型機處理器將基於Power10晶片使用的三星的7nm工藝。
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