- 공정 비교자료 업데이트입니다. (2017.11.29. 기준)

이전에는 삼성, TSMC만 다뤘는데 인텔, GF 자료도 포함할만한 수준이 되어서 범위가 늘어났습니다.

면적, 전력, 백엔드 피치, CELL 사이즈같은건 자료를 하나로 묶기 힘들어서 보류 중.

 

 

- 삼성

파운드리 포럼에 자료가 대량으로 풀렸습니다.

대부분 텍스트로만 올라오고 슬라이드는 거의 없는데 중국쪽에는 그냥 다 올려버렸더군요.

 

그동안 의혹(이라고 하기도 뭐하지만... 10LPU = 8LPP 아니냐 같은거라서.)을 해소하는 로드맵.

그동안 크고 작게 언급됐던 공정들은 다 개별공정이었습니다.

7nm Arfi는 없습니다.

Risk Production이 8LPP가 17년 말, 7LPP가 18년 중순입니다.

간단히 말해서 갤S9 AP 공정은 7LPP가 될 수 없습니다. (갤S9가 상반기 출시이니.)

 

성능게인

14LPE -> 14LPP : +14%

14LPP = 14LPC -> 14LPU : +15%

10LPE -> 10LPP : +10%

10LPP -> 10LPU : +5%

 

14LPP -> 11LPP : 성능 +15%, 전력 -30%, 면적 -10%

 

28FDS -> 18FDS(FD-SOI) : 성능 +20%, 전력 -40%

 

(링크 : https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/event/1064087.html)

10nm -> 7nm CMOS FinFET : 성능 +20%, 전력 -35%

 

 

- TSMC

예전에 해외 기사로 올라왔던 내용이 재확인.

 

16FF+ -> 7nm : 성능 +35%

뉘앙스로 보면 ArFi 버전 기준인거 같은데 그렇게 잡기에는 성능 향상치가 너무 높아서 EUV 버전 기준으로 보고 반영했습니다.

(다른 내용하고 교차 검증시에도 그 쪽이 그나마 맞아들어갑니다. TSMC 7nm 공정 성능이 예상보다 별로라는 찌라시도 있고요.)

 

28HPC -> 28HPC+ : 성능 +15%

28HPC+ -> 22ULP : 성능 +15%

 

 

- GF

차기 공정 얘기가 좀 나왔습니다.

 

14LPP -> 12FDX : 성능 +30%

14LPP -> 7LP : 성능 +40%

 

14LPP -> 12LP : 성능 +10%

 

22FDX -> 12FDX : 성능 +26%, 전력 -47%

 

28HPC+ -> 22FDX : 성능 +32% (Body Bias 조건 +49%)

28HPC+ -> 22ULP : 성능 +15%

28HPC+ -> 22FFL : 성능 +35% 

 

위 사진은 나온지 좀 된거고 이게 최근에 나온겁니다.

기준이 28HPM으로 바뀌었지요.

이 부분이 앞뒤가 안 맞아서 값을 정하기 어려운데 뒤에서 다루겠습니다.

28HPM -> 22FDX : 성능 +55%

28HPM -> 22ULP : 성능 +20%

28HPM -> 22FFL : 성능 +35%

 

(링크 : https://www.anandtech.com/show/11558/globalfoundries-details-7-nm-plans-three-generations-700-mm-hvm-in-2018)

IBM이 언급한 내용.

10nm -> 5nm GAA FET(Gate All Around FET) : 성능 +40%, 전력 -75%

 

 

- 인텔

GF 자료 덕에 포함시킬 수 있게 됐는데 그 덕에 GF 공정 값에 좌지우지됩니다.

22FFL 공정 외에 10nm, 14nm 공정은 다른 공정과 성능 비교 자료가 아직까지 보이지 않아 포함시키지 못 했습니다.

 

22FFL -> 22FFL+ : 성능 +20%

 

 

- 45nm~28nm 성능 게인

기존과 같습니다.

 

- 16nm~12nm 성능 게인

- 10nm~7nm 성능 게인

차트 길이때문에 잘랐지만 16nm~7nm 공정 간의 성능 관계가 엮여있기때문에 함께 설명하겠습니다.

TSMC는

16FF+ -> 7nm : 성능 +35%를 7nm EUV로 반영.

16FFC는 16FFC -> 7nm EUV : 성능 +33% 라는 기존 내용으로 역산.

10FF, 7nm ArFI, 7nm EUV 성능 차이가 각각 10%라는 내용으로 역산.

 

삼성은 발표를 그대로 반영.

8LPP는 성능 자료가 없는데 14LPU와 11LPP를 보면 성능은 같고, 면적이 감소하는 패턴입니다.

10LPU와 8LPP도 같은 패턴일 가능성이 높다고 보고 같은 성능으로 추측하였습니다.

 

10nm -> 7nm CMOS FinFET : 성능 +20%, 전력 -35%

TR 성능 만의 내용인지 전체 칩에 대한 내용인지 모르겠지만 일단 그대로 반영.

10LPE를 기준으로 잡는게 가장 적절한 값이 나오는듯 합니다. (127 x1.2 = 152)

 

10nm -> 5nm GAA FET(Gate All Around FET) : 성능 +40%, 전력 -75%

이건 GF, IBM에서 나온 내용입니다만 삼성과 완전히 별개의 얘기로 볼 수 없습니다.

(저 셋은 일단 Research Alliance partner 니까요.)

여기서는 5nm로 얘기했지만 삼성 로드맵에서는 4LPP부터 GAA가 적용된다고 했으니 삼성 공정에 맞춘다면 4LPP에 대한 얘기로 해석할 수 있을듯 합니다.

10LPE 기준으로 잡는게 적절해 보입니다. (127 x1.4 = 178)

 

GF도 발표치를 그대로 반영했습니다.

다만 기존에 다소 과장된 수치를 남발했던 이력이 있어서 실제 어떨지는 두고 볼 일입니다.

 

- 22nm~18nm 성능 게인

가장 문제가 되는 구간입니다.

일단 18FDS는 삼성 발표치를 그대로 넣었습니다.

다른 업체 22nm 공정보다도 낮은 값이라서 오히려 낮게 발표한게 아닌가 싶을 정도입니다.

 

앞에서 나왔던 내용을 다시 보면

기존 자료

28HPC+ -> 22FDX : 성능 +32% (Body Bias 조건 +49%)

28HPC+ -> 22ULP : 성능 +15%

28HPC+ -> 22FFL : 성능 +35% 

 

최근 자료

28HPM -> 22FDX : 성능 +55%

28HPM -> 22ULP : 성능 +20%

28HPM -> 22FFL : 성능 +35%

 

위에서는 28HPC+ -> 22ULP : 성능 +15%라는 TSMC 주장을 그대로 썼습니다.

위 아래 내용에 일관성이 있다면 22FDX 기준으로 28HPM -> 28HPC+ 성능 +15% 인데,

밑에서는 28HPM -> 22ULP : 성능 +20% 입니다.

이러면 28HPC+ -> 22ULP에서 성능 +4% 라는게 됩니다.

 

+55%가 Body Bias 조건 기준이라고 해석하는 방법도 있는데 이러면 28HPM -> 28HPC+ 성능 +4%가 됩니다.

이러면 TSMC 주장과 충돌이 일어나서 28HPC 성능이 28HPM보다 낮게 되는데, 비슷한 수준이면 모를까 10% 이상 낮아지는걸 납득하기는 어렵지요.

 

교차검증이 안 되는 상황인데 결국 22nm 공정 성능 게인이 100 내외로 비슷할 것이라는 가정하에 최대한 숫자를 끼워맞춘게 위의 차트입니다.

(GF, TSMC의 발표치 과장을 의심할 수 밖에 없습니다. 아니면 성능의 기준이 다를 가능성도 있고요. 기준 전력이 다르거나 로직, 셀 비율에 차이가 있든가 등등.)

앞서 나온 22FDX -> 12FDX : 성능 +26% 를 통해서 역산한 22FDX 값이 118

이 값을 기준으로 최근 GF 자료, 인텔 자료로 22FFL, 22FFL+ 값을 계산.

TSMC 공정만 놓고보면 22FDX 값 118, 기존 GF 자료, TSMC 자료가 서로 들어맞는 편이라서 이 쪽을 선택.

 

 

- 순서대로 모아놓으면

 

 

 

 

- 2017.12.03. update

TSMC 7nm 표기 수정.

삼성 7LPP, 4LPP 추가.

 

 

 

Posted by gamma0burst Trackback 0 : Comment 23

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  1. addr | edit/del | reply gf 2017.11.29 13:43 신고

    gf의 7lp도 arfi로 시작해서 euv로 생산하는걸로 알고 있는데 성능이 높네요

  2. addr | edit/del | reply 흡혈귀왕 2017.11.29 20:18 신고

    멋진 정리입니다!
    스피드게인쪽은 이제 확 눈에 들어오네요

    의외로 낮은 TSMC 7nmArFi 성능과
    의외로 높은 삼성 10nmLPU와 8nmLPP 성능
    의외로 강력한 GF 7nmLP 성능

    등등이 눈에 띄는군요

    단순 스피드게인만 봤을땐 8nmLPP로 TSMC와 GF의 7nm ArFi를 충분히 상대 가능해보이는군요.


    혹시 나중에 차후 스피드게인 외에
    전력게인쪽도 정리하실 예정 있으신가요~?
    발표대로라면 삼성 8nmLPP가 10nmLPP대비 전력게인이 10% 개선이라는데
    이게 TSMC 7nm ArFi랑 비교시 어느정도 수준일지 궁금하네요


    일단 발표상

    10nmLPE가 14nmLPP 대비 전력게인 30% 개선
    10nmLPP가 10nmLPE 대비 전력게인 15% 개선
    8nmLPP가 10nmLPP 대비 전력게인 10% 개선

    이라고 나오는데

    그럼 14nmLPP 대비 8nmLPP는
    29~30% 성능게인 향상
    63% 전력게인 향상

    이 되려나요?

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2017.11.29 23:25 신고

      전력은 같은 업체끼리 비교해서 줄 세울수는 있는데 다른 업체 간에는 접점이 없어서 비교하기 힘든게 일단 문제고,
      기준이 좀 달라도 대충 퉁치고 넘어갈 수 있는 성능에 비해 기준이 다르면 차이가 커져서 적당히 끼워맞추기 어려운 점이 있습니다.

      삼성 자료는 그나마 앞뒤가 맞는데, TSMC, GF 자료는 자기들 자료끼리도 교차검증이 안 되는 경우가 태반입니다.

  3. addr | edit/del | reply 흡혈귀왕 2017.12.01 17:42 신고

    그런데 14nmLPP->10nmLPE 성능게인이 +10%라면

    114에서 10%해서 10LPE는 125가 되는거 아닌가요? 여기서 또 10% 향상이면
    10LPP가 138 또 5% 향상이면 10LPU와 8LPP는 145...

    정리하면

    14LPP = 114
    10LPE = 125
    10LPP = 138
    10LPU/8LPP = 145

    가 맞으려나요?
    아니면 오차범위로 1% 감안해서
    (예를 들면 14LPP가 14LPE대비 14% 향상이었다가 15% 향상이었다가 되는거처럼?)
    저렇게 환산된건가요?

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2017.12.01 23:24 신고

      이전에 공정 비교했던거에 이미지가 있는데 삼성이 공개한 성능 값이
      http://gamma0burst.tistory.com/930
      14LPP 1.14, 10LPE 1.27 이었습니다.

  4. addr | edit/del | reply 그럼 2017.12.03 02:21 신고

    그럼 A11은 7nm 생산인데 갤9&노트9에 들어갈 엑시노스 9810은 그렇지 못하겠네요
    이거 차이가 너무 벌어지겠네요

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2017.12.03 03:04 신고

      10LPP, ArFi 7nm 공정의 성능 차이가 거의 없다는 내용에서 그런 결론이 나올 수 있나 보군요.
      (면적이나 전력에서는 차이가 없진 않겠지만...)

      A시리즈, 엑시노스 사이에서 신경써야되는건 공정보다 아키텍처 차이에서 오는 성능 차이지요.

    • addr | edit/del 2017.12.03 11:34 신고

      아아 EUV로 생산안하나보군요

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2017.12.03 15:57 신고

      초기 7nm는 ArFi 버전이고 EUV는 1년 뒤 라고 합니다.
      1년 뒤라는건 TSMC 주장이라 실제 어떻게 될지 그 때 돼봐야 알 수 있겠고요.

  5. addr | edit/del | reply 그럼 2017.12.03 02:21 신고

    (A11이 아니라 A12인데 잘못 적음)

  6. addr | edit/del | reply 흡혈귀왕 2017.12.03 21:47 신고

    일단 정황상
    8nmLPP가 타사의 1세대 7nmArFi 같은 포지션이 되어서
    7nmLPP가 등장하기 전까지 포지션을 유지해주고 타사 1세대 7nm들과 경쟁할듯하네요.

    의외로
    칩 면적을 제외하면 8nmLPP가 TSMC 7nmArFi 대비 딱히 떨어지는거 없이
    (오히려 성능은 더 나을수도 있겠군요. 원글 분석대로라면)

    수율이나 단가적인 이점도 있어보이니 꽤 나쁘지않을듯하네요.

    감마님 생각은 어떠신가요?
    8nmLPP의 경우 7nmLPP 등장전까지 1세대 7nm같은 포지션이 될것으로 보이는데
    장기적으로 봤을때 20nm처럼 스쳐지나가는 공정이될지, 아니면 7nmLPP가 나오더라도 본인
    포지션에 맞는 제품들이 나오게될지...


    일단 제가보았을땐 장기적으로

    7nmLPP와 같이
    8nmLPP랑 11nmLPP 등은 꽤 장수하게 되지 않을까란 생각이 들더군요.
    8nmLPP의 경우는 7nmLPP가 나오더라도 같이 운용할수 있을듯하고

    11nmLPP는 단가가 괜찮고 수율만 좋다면
    성능도 10nmLPE와 10nmLPP 사이 급 성능에 면적도 14nmLPP 대비 10% 줄었겠다
    꽤 좋은 선택이 되지 않을까 싶네요

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2017.12.03 22:08 신고

      적용되는 제품은 점차적으로 바뀌겠지만 14nm~8nm 공정 자체의 수명은 굉장히 길거라고 봅니다.

      7nm 미만은 EUV 적용인데 이게 단시간에 급격히 CAPA를 늘릴 수 있는게 아니거든요.
      ASML의 공급량도 부족하고, 설비 대당 웨이퍼 처리량도 아직 기존 장비에 비해서 부족하지요.
      그러니 플래그쉽, 프리미엄급 제품 외에는 여전히 ArFi 기반의 하위 공정이 쓰일겁니다.

      로직 공정에서 planar -> finfet 으로의 전환은 생각보다 빠르게 진행되었는데 그럼에도 28nm 공정이 6년 가까이 상업적으로 유의미하게 유지되고 있습니다.
      (일반 소비자 대상의 제품에 여전히 적용되고 있는 등)
      EUV나 이후의 GAAFET 전환은 이보다 더 어려움이 예상되는데, 그렇다면 14nm, 10nm와 그 파생공정의 수명이 최소 28nm 정도는 될거라고 충분히 짐작할 수 있지요.

      다만 시간이 지날수록 각 공정마다 적용되는 제품의 종류는 바뀌겠지요.
      예를 들면 현재 28nm 공정이 적용되는 로우엔드 제품들이 14nm로 넘어가고 상위 공정 CAPA 상황이나 공정 전환에 따라 11nm로 넘어가는 식.

  7. addr | edit/del | reply A TNT 2017.12.04 19:55 신고

    8nm 7nm 6nm 5nm 4nm... 다 만드는군요. GAA가 적용된 4나노 공정에서의 성능 향상폭이 돋보이는듯 합니다.

  8. addr | edit/del | reply A TNT 2017.12.08 18:23 신고

    그러고보니 2107년에 업데이트 하셨네요 ㅋㅋ

  9. addr | edit/del | reply Favicon of http://rubp.tistory.com BlogIcon RuBisCO 2017.12.12 08:57 신고

    이래 놓고 보면 단가 문제 같은 부분들만 해결해준다면 잉헬 파운드리도 잘 될듯도 한데 이상하게 힘을 못쓰는군요

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2017.12.12 10:19 신고

      가능성은 이 정도겠지요.
      1. 인텔 공정의 원가 경쟁력이 높지 않은 것.
      절대 성능에서 우위가 있으나 수율이 문제든 공정 원가가 문제든 종합적인 가성비가 떨어짐.

      2. 파운드리 서비스 경쟁력이 낮음.
      IDM으로서 실력은 있으나 파운드리로서 고객사를 상대하는 서비스 부족.
      (SP 제공, 빠른 제품 현황 정보 공유, 납기, 물량 등등?)
      이건 사실 TSMC에게 대부분 업체들이 밀리는 부분으로 보입니다만...

      공정 성능만으로 되는 시장이었으면 삼성이 벌써 TSMC 턱 밑까지 왔겠지요.

  10. addr | edit/del | reply Favicon of http://moneycoach.kr/ BlogIcon 소액결제 현금화 2017.12.14 05:51 신고

    감사합니다 잘보고 갑니다 ~~~~

  11. addr | edit/del | reply ㅁㄴㅇㄹ 2017.12.21 00:11 신고

    생각보다 tsmc 12nm이 괜찮은 모양이네요

    12nm이 큰 개선이 없을거라 생각했늗데

    일단은 10nm과 동급의 성능게인이라면

    12nm적용되는 프로세서들도 기대해볼만

    하지않을가 싶네여..

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2017.12.21 00:40 신고

      TSMC 7nm에서 메리트를 못 느낀 업체들이 12nm,16nm를 선택한다는 찌라시도 있으니까요.
      14/16nm의 파생 공정들이 가장 가성비 좋은 선택지가 되지 않을까 예상됩니다.

  12. addr | edit/del | reply 로시키 2018.01.05 20:57 신고

    비교해주신 표로보면 14이후부터는 삼성의 괄목할만한 성장이네요 올해엔 같은 ArF에서 S의8과 T의 7간의 대결인데 어떨지? 언론에는 S는 고객사 확보에 어려움을 격고 있다는데~

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2018.01.06 23:38 신고

      8LPP, 7FF 경쟁이라면 성능은 동급이거나 8LPP가 약간 우세, 면적은 7FF 우세, 전력은 동급이거나 7FF가 우세할걸로 보입니다.
      결국 얼마만큼 물량확보가 가능하냐와 원가가 결판을 내지 않을까 싶네요.