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140803 半導体デジタル回路とコスト
- 6. 半導体デジタル回路のコスト特性(今後) • 28nm以前と以降で傾向が変化 http://www.economist.com/news/21589080-golden-rule-microchips-appears-be-coming-end-no-moore Chipmakers such as IBM, Intel and TSMC, a Taiwanese giant, will probably manage to cut transistor size in half at least a couple more times. The problem, analysts reckon, is that beyond 2014 shrinkages will no longer cut transistors’ cost. from The Economist紙 (英国経済紙) $1 で買えるトランジスタの量 better 出典: 2013年 28nm 以降、微細化してもトランジスタ当たりのコストは低下せず (同じ回路規模であればコスト同等) 7
- 7. 半導体デジタル回路のコスト特性(今後) • トランジスタ辺りのコストの時系列変化をプロット http://www.extremetech.com/computing/123529-nvidia-deeply-unhappy-with-tsmc-claims-22nm-essentially-worthless出典: 2012年 28nm 以降、 時間経過してもコスト低下せず (減価償却終了効果無し) better 8
- 9. 微細化の恩恵を今後も受けるにはどうすれば良いか • Altera 社の資料 • NVIDIA 社の資料 2012年 システムに合わせた半導体デジタル回路の最適設計が鍵 (トランジスタをシステム性能向上に寄与する回路のみに使い、無駄にしない) http://www.extremetech.com/computing/123529-nvidia-deeply-unhappy-with-tsmc-claims-22nm-essentially-worthless it means that not all SoC product lines will automatically migrate to 20 nm. The early adopters will be only those devices that can translate the doubled transistor count into a substantial edge in system performance, power consumption, or cost. (中略) In summary, 20 nm will continue the Moore’s law trend in integration, but at a cost. 2012年 http://www.altera.com/technology/system-design/articles/2012/20nm-systems-era.html 増加するトランジスタを、 システムパフォーマンスの向上や 低消費電力化(例: ARM の big.LITTLE)に 結びつけられるデバイスだけが微細化 を推進できる Want to know why Nvidia rearchitected Fermi with a new emphasis on efficiency and performance/watt? You’re looking at the reason. If per-transistor costs remain constant, the only way to improve your cost structure is to make better use of the transistors you’ve got. (水平分業にとどまるのでではなく) 仮想的な垂直統合が必要 10
- 11. http://semiaccurate.com/2012/03/19/global-foundries-shares-the-cost-of-doing-business/出典: 2012年 微細化に伴う設計・検証コストの高騰 • ルネサスエレクトロニクスの資料 • GLOBALFOUNDRIES 社､Cadence 社の資料 http:// www.cadence.com/rl/Resources/white_papers/custom_20nm_wp.pdf /出典: 2011年 65nmで50億円以上 プロセス開発 工場建設 チップ設計 22nmで150億 20nmで120～500億 日経エレクトロニクス 2009.9.21 「厳選LSI設計講座 第1回」出典: 2009年 微細化に伴い、チップの設計・検証コストはやや加速しながら引き続き高騰 12
- 12. 設計コスト高騰の抑制策 • IP の活用 http://www.semiwiki.com/forum/content/2126-unlocking-full-potential-soft-ip.html /出典: 2013年 IP 活用ができない新規回路ブロックを使うと、今まで以上にコストインパクト有り 設計コスト(単位: 百万ドル≒億円) 使用する IP の数 13
- 14. 以降､補助資料
- 15. 【補足】微細化によるコストダウンの終焉 • ARM 社の資料 http://hexus.net/tech/news/cpu/65901-arm-updates-midrange-cpu-roadmap-cortex-a17/出典: 2014年(?) $1 で買えるトランジスタの長さ better 28nm 以降、トランジスタあたりのコストが上昇 17
- 16. 【補足】微細化によるコストダウンの終焉 • GLOBALFOUNDRIES 社、Broadcom 社の資料 http://www.semicontaiwan.org/en/sites/semicontaiwan.org/files/docs/semicon_taiwan_sept_13_houdout.pdf出典: 2013年 28nm 以降、トランジスタあたりのコストが上昇 18
- 17. 【補足】微細化によるコストダウンの終焉 • IBM 社の資料 http://www.gsaglobal.org/events/2012/0426/docs/keepingmooreslawalivekeynote-webpdf_000.pdf出典: 2012年 28nm 以降、トランジスタあたりのコストが上昇 19
- 18. 【補足】微細化によるコストダウンの終焉 • Altera 社の資料 2012年 28nm 以降はトランジスタあたりのコストが上昇 http://www.altera.com/technology/system-design/articles/2012/20nm-systems-era.html better 20
- 19. 以降､雑多な予備資料
- 20. • Rambus 社の資料 http://www.iesaonline.org/downloads/IDC_Presentation_to_IESA_Thought_Leadership_Forum.pdf出典: 2013年 22
- 26. 技術特性の変化 (1) • 微細化によるコストダウンの終焉 http://www.monolithic3d.com/blog/category/all 2014 Serge Tedesco, a lithography researcher at CEA-Leti, 28