Samsung kaapt Intel-primeur weg met eerste 10 nm-chips: het belang

Intel zal zich de afgelopen week collectief verslikt hebben. De Amerikaanse gigant staat al jaren aan het voorfront van de chip-innovatie, en leidt traditioneel de weg bij het verkleinen van het bakproces. Het meest recente voorbeeld was Intels stap naar 14 nm, die er maanden voor de concurrentie kwam. Met Kaby Lake hebben de Amerikanen de traditionele tweejaarlijkse verkleincyclus echter naar drie jaar verlengd, en daar profiteert Samsung van.

10 nm-fab

Het Koreaanse bedrijf pakte deze week uit met een functionele 10 nm-band in zijn semiconductorfabrieken. Er rollen vandaag al smartphoneprocessors gebakken op 10 nanometer van de band, en gisteren kondigde Samsung nieuw 10 nm-geheugen aan, eveneens voor mobiele toestellen. Het operationele 10 nm-proces komt er ongeveer een jaar voor de eerste 10 nm Core-chips van Intel verwacht worden. Er zijn de nodige kanttekeningen te maken bij Samsungs nieuwe chips, maar vanuit een technisch standpunt gaat de chipbakker met een kanjer van een primeur lopen.

Enorm potentieel

De 10 nm -fab wordt in eerste instantie gebruikt om de nieuwe Exynos-System-on-a-Chips te bakken. Het gaat naar alle waarschijnlijkheid om de Exynos-SoC’s die we volgend jaar in de Galaxy S8 zullen terugvinden. Samsung zelf claimt dat het nieuwe bakprocedé processors 27 procent krachtiger en maar liefst 40 procent zuiniger kan maken. De kleinere transistors die eigen zijn aan het proces verbruiken inherent minder energie dan grotere varianten, en hun kleiner formaat maakt ze automatisch iets sneller. Bovendien kunnen chipdesigners tot 30 procent meer transistors op eenzelfde chipformaat kwijt.

Of de nieuwe Exynos al het uiterste uit het 10 nm-proces haalt, is twijfelachtig. Deze eerste chip kan net zo goed een weinig aangepast 14 nm-design gebruiken, aangezien het een grote gok zou zijn voor Samsung om te rekenen op een operationele 10 nm-band voor de introductie van de S8. Wat het 10 nm-proces zal doen voor mobiele chips, ontdekken we naar alle waarschijnlijkheid rond maart 2017.

10 nm-geheugen

Samsung bakt echter niet alleen SoC’s op 10 nm. Gisteren introduceerde het bedrijf, dat wat reputatieschade goed te maken heeft na het Note 7-fiasco, splinternieuw 8 GB LPDDR4-RAM. Dat mobiele RAM-geheugen zou dankzij het 10 nm-proces niet meer stroom gebruiken dan 4 GB van het oudere LPDDR4-geheugen, dat nog op 20 nm gebakken werd. De nieuwe RAM-modules zijn helemaal geschikt voor gebruik in smartphones.

Enige nuancering

Na het goede nieuws: de nuance. Procesverkleining vandaag is niet meer wat het vroeger was. In de tijden van 45 nm en 32 nm was een verkleining van het bakproces vrij rechttoe rechtaan, en verschilde het fabricageproces niet enorm tussen fabs van verschillende eigenaars. Vandaag is het veel moeilijker om het bakprocedé te verkleinen, en leggen fab-eigenaars meer hun eigen focus in de manier waarop ze dat doen. Bovendien is de term ’10 nm’ arbitrair. Het formaat duidt kort door de bocht op de gemiddelde resolutie van de kleinste componenten op de chip, niet op het formaat van de transistors zelf. Die worden opgebouwd uit verschillende componenten doorheen het bakproces.

Er bestaat dus geen regel die uniformiteit schept in wat 10 nm precies betekent. Zo verschilt het 10 nm-proces van Samsung op verschillende vlakken van dat van Intel, dat naar verluidt nog iets fijner is.

Verder merken we op dat Samsung hard inzet op 10 nm, en dat formaat wel even wil gebruiken. Concurrenten TSMC en GlobalFoundries zitten nog niet op 10 nm, maar dat zit ook niet in hun planning. Zijn willen de verkleining overslaan en zich rechtstreeks focussen op 7 nm.

Intel zelf zou het 10 nm-proces al min of meer onder de knie hebben, zodat we tegen volgend jaar op schema de cannonlake-cpu’s mogen verwachten.

Mooie vooruitzichten

Ondanks eventuele kanttekeningen staat er één ding als een paal boven water: Samsungs knappe en innovatieve sprong, die het bedrijf een jaar geleden trouwens droogjes voorspelde, betekent goed nieuws voor high-end smartphones vanaf 2017, die nu plots meer mogelijkheden krijgen aan een lager stroomverbruik.