Akıllı telefonlarda kullanılan Huawei Kirin 9030 yonga setinin (SoC) analizi, Çinli yarı iletken üreticisi SMIC'nin üçüncü nesil 7nm sınıfı üretim teknolojisinin (N+3) önemli ilerlemeler kaydettiğini ortaya koydu. Yapılan incelemelere göre, SMIC'nin bu teknolojisi, Intel'in 18A teknolojisine kıyasla daha dar metal hat aralığına sahip ve EUV litografi kullanmayan TSMC'nin N6 üretim sürecine göre daha yüksek transistör yoğunluğu sunuyor.
SMIC'nin N+3 üretim süreci, 32.5nm minimum metal hat aralığını destekliyor. Bu değer, Intel'in 18A teknolojisinin sunduğu yaklaşık 32nm metal hat aralığına yaklaşırken, mevcut yüksek performanslı çiplerde kullanılan yaklaşık 36nm'lik aralıktan daha dar. Bu, SMIC'nin küçülme yolunda kaydettiği önemli bir başarıyı gösteriyor.
Bununla birlikte, en dikkat çekici gelişme transistör yoğunluğu alanında yaşanıyor. SMIC N+3, milimetrekare başına yaklaşık 113.4 milyon transistör (Mtr/mm²) yoğunluğuna ulaşıyor. Bu rakam, EUV litografi kullanan TSMC'nin N6 sürecinin (107.7 Mtr/mm²) transistör yoğunluğunu geride bırakıyor. SMIC'nin bu yüksek yoğunluğa, EUV'yi kullanmadan DUV (derin morötesi) çoklu desenleme teknikleri ve yoğun tasarım-teknoloji optimizasyonu (DTCO) ile ulaştığı belirtiliyor. Fin sayısı azaltma, temasların doğrudan aktif kapılar üzerine yerleştirilmesi ve hücre izolasyonunun sıkılaştırılması gibi yöntemlerin de bu başarıda rol oynadığı düşünülüyor. Ancak bu yöntemlerin, üretim karmaşıklığını, maliyeti, verimlilik risklerini ve tasarım kısıtlamalarını artırabileceği de ifade ediliyor.
Tüm bu teknolojik ilerlemelere rağmen, transistör yoğunluğunun tek başına genel süreç rekabetçiliğini belirlemediği vurgulanıyor. Kirin 9030'un performansının, yaklaşık üç yıl önceki amiral gemisi yonga setleriyle karşılaştırılabilir seviyede olduğu ve günümüzdeki Apple, Qualcomm, MediaTek ve Samsung tasarımlarına göre belirgin bir enerji verimliliği dezavantajına sahip olduğu belirtiliyor. En güçlü CPU çekirdeğinin performansının, Apple'ın daha küçük verimlilik çekirdeklerinin gerisinde kaldığı ve daha fazla güç tükettiği rapor ediliyor.
Bu durum, SMIC N+3'ün Intel 18A ile doğrudan karşılaştırılmasının tam olarak haklı çıkarılamayacağını gösteriyor. Intel 18A, hem daha yüksek transistör yoğunluğu hem de önemli ölçüde daha iyi performans verimliliği sunuyor. Ayrıca, 18A'nın Gate-All-Around (GAA) transistörleri ve arka yüz güç dağıtımı gibi teknolojileri, mobil yonga setleri ve veri merkezi uygulamaları için daha uygun hale getiriyor.
Yapılan analizler, Çin'e uygulanan ihracat kısıtlamalarının teknolojik ilerlemeyi yavaşlattığını ancak ilerlemenin durmadığını gösteriyor. SMIC'nin, üst ve alt metal katmanlarını daha daraltarak, standart hücreleri ve kapı aralıklarını küçülterek ve nihayetinde arka yüz güç dağıtımını benimseyerek transistör yoğunluğunu artırmaya devam edebileceği öngörülüyor. Eğer şirket bu ölçeklendirmeye devam ederse, N+4 teknolojisinin TSMC N5 sınıfı yoğunluğa, N+5 teknolojisinin ise arka yüz güç dağıtımı ile Intel 18A sınıfı yoğunluğa yaklaşabileceği tahmin ediliyor. Ancak, transistör yoğunluğunun tek başına performans veya güç verimliliğinde kayda değer iyileşmeler getirmeyeceği de bir gerçek.
