Dans le cadre de sa Rapport sur les résultats du troisième trimestre 2020, Samsung Electronics a révélé quelques mises à jour sur son activité de production de semi-conducteurs sous contrat. Au troisième trimestre, Samsung Foundry a enregistré son trimestre le plus réussi sur le plan financier et a commencé à expédier des SoC mobiles produits à l’aide de son 5LPE (5 nm, faible puissance au début). Le contractant a également l’intention d’augmenter ses livraisons de puces HPC au quatrième trimestre, ce qui pourrait être un indicateur de l’amélioration des approvisionnements de Nvidia.

Ventes trimestrielles les plus élevées jamais enregistrées

Samsung a déclaré que son unité de fonderie avait établi un nouveau record de ventes trimestrielles en raison de l’augmentation des expéditions de systèmes mobiles sur puces (SoC) ainsi que de puces de calcul haute performance (HPC).

« The Foundry Business a réalisé un chiffre d’affaires trimestriel record grâce à une reprise de la demande mobile et à une demande accrue de puces HPC », indique un communiqué de Samsung. « La société a établi une position pour la croissance future en commençant l’expédition de produits mobiles 5-nm et de paquets 2.5D. »

Samsung ne révèle pas quel type de puces HPC a augmenté les ventes de son unité de fonderie à des niveaux records. On sait que la société produit les processeurs POWER10 d’IBM pour les applications gourmandes en performances en utilisant sa technologie de fabrication 7 nm, et qu’elle fabrique également les derniers GPU Ampere de Nvidia qui utilisent le processus «8N». Les processeurs et les GPU sont considérés comme des produits HPC dans le monde des semi-conducteurs (car ils utilisent des nœuds correctement réglés).

En ce qui concerne les SoC mobiles, Samsung Foundry a non seulement continué à les fournir à Samsung LSI et à d’autres clients, mais a également commencé à développer les SoC de nouvelle génération de Samsung en utilisant son processus de fabrication 5 nm de pointe.

Il n’y a pas d’informations sur les volumes livrés à IBM et Nvidia au troisième trimestre, mais ces deux gros clients ont inévitablement contribué aux revenus de Samsung Foundry au cours du trimestre. De plus, les SoC fabriqués à l’aide des derniers nœuds se vendent à un prix élevé.

Hausse des revenus au quatrième trimestre: plus de GPU Ampere de Nvidia?

Le quatrième trimestre est généralement fort pour les fonderies, il n’est donc pas surprenant que Samsung s’attende à ce que son activité de production de semi-conducteurs affiche des revenus plus élevés qu’au T3 2020, établissant ainsi un autre record de chiffre d’affaires par trimestre. Il est à noter que la société s’attend à ce que les ventes de ses SoC mobiles et de ses puces HPC stimulent ses ventes au quatrième trimestre.

«Au quatrième trimestre, l’entreprise vise à réaliser un autre chiffre d’affaires trimestriel record en étendant les expéditions de SoC mobiles et de puces HPC aux principaux clients», indique le communiqué de Samsung.

Étant donné que Samsung Mobile et d’autres fabricants de smartphones stockeront des SoC pour leurs produits à venir au quatrième trimestre, il n’était pas imprévisible que Samsung Foundry vendrait une cargaison de telles puces. Mais si Samsung Foundry considère vraiment les GPU Ampere de Nvidia comme des produits «  HPC  », l’expansion des livraisons HPC signifie que Samsung Foundry vendra plus de processeurs graphiques à son partenaire au quatrième trimestre qu’au troisième trimestre (ce qui n’est pas vraiment surprenant). En fin de compte, cela pourrait conduire à une meilleure disponibilité des cartes graphiques GeForce RTX série 30.

5LPE en production

La technologie de fabrication 5LPE (5 nm low power early) de Samsung Foundry est une avancée du processus de fabrication 7LPP (7 nm low power performance) de la société qui est utilisé depuis plus d’un an maintenant.

5LPE améliore l’utilisation des outils de lithographie ultraviolets extrêmes (EUV) par rapport à 7LPP dans le but de fournir une amélioration des performances de 10% (à la même puissance et complexité) ou une réduction de puissance de 20% (aux mêmes horloges et complexité) avec un ~ 25% de réduction de surface (1,33x densité de transistor en fonction des structures exactes des transistors). 5LPE ajoute plusieurs nouveaux modules au processus d’origine, y compris les FinFET avec structure d’isolation Smart Diffusion Break (SDB) pour des performances supplémentaires, un placement de contact flexible de première génération (technologie de Samsung similaire au COAG d’Intel, contact sur la porte active) pour la mise à l’échelle et des appareils à ailette unique pour les faibles -applications de puissance.

Samsung affirme que le 5LPE est en grande partie compatible avec les règles de conception avec 7LPP, ce qui signifie qu’il s’agit d’une requalification de processus, pas d’une toute nouvelle technologie. En conséquence, les conceptions 5LPE peuvent réutiliser au moins une partie de la propriété intellectuelle conçue pour le processus d’origine, ce qui réduit les coûts et accélère la mise sur le marché. Cependant, pour une IP qui peut tirer un avantage substantiel de choses comme SDB, Samsung recommande une refonte.

Les premières puces 5LPE de Samsung Foundry sont fabriquées pour la première fois Ligne V1 dédiée à EUV à Hwaseong, Corée du Sud. À terme, il sera également utilisé chez Samsung Foundry A venir ligne de production à Pyeongtaek, en Corée du Sud, à partir du second semestre 2021.

Les premiers SoC 5LPE de Samsung: SoC 5G à puce unique, SoC phare haut de gamme

Comme cela se produit généralement ces dernières années, les systèmes sur puces (SoC) pour smartphones sont les premiers à adopter les derniers processus de fabrication. Les premiers SoC de Samsung à être fabriqués à l’aide de 5LPE sont destinés aux combinés. Sur la base d’une diapositive publiée par Samsung, il y a au moins deux SoC 5LPE en production. Un SoC a été conçu pour les smartphones phares et est donc conçu pour les performances ainsi que pour les fonctionnalités (c’est-à-dire qu’il n’est pas livré avec un modem intégré); l’autre SoC a été développé pour les combinés semi-premium et est donc livré avec un modem 5G intégré.

Derrière TSMC, mais en avance sur l’industrie

Samsung Foundry a commencé à produire sa technologie 5LPE au cours du troisième trimestre et a même commencé à expédier les premiers SoC 5 nm à Samsung LSI. En revanche, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) a lancé une production à grand volume de SoC à l’aide de son nœud N5 à un moment donné au cours du deuxième trimestre. Par conséquent, Samsung Foundry est un peu en retard de plusieurs mois sur son plus grand rival avec son nœud 5 nm.

Mais ce n’est guère un problème pour Samsung, qui est en gros un IDM (fabricant de dispositifs intégrés), d’être un peu derrière TSMC, le plus grand sous-traitant mondial de semi-conducteurs. Il convient de noter que la société est en avance sur le reste de l’industrie, y compris Intel, un autre énorme IDM. D’autres fonderies ont décidé de se concentrer sur les processus de fabrication spécialisés et ont quitté la course de pointe il y a quelques années, elles n’introduiront donc pas de sitôt leurs versions de nœuds de classe 5 nm.

Samsung Foundry ne peut pas divulguer les noms de ses clients, mais il semble que pour l’instant, le fabricant de puces sous contrat ne produise des puces 5LPE que pour Samsung LSI. Historiquement, les nœuds LPE de Samsung Foundry étaient principalement utilisés par Samsung LSI. En revanche, d’autres clients ont opté pour quelque chose de plus mature, comme LPP, LPC (low power cost) ou LPU (low power ultimate). Mais en gardant à l’esprit qu’il existe les offres Arm’s 5LPE POP (pack d’optimisation de processeur, implémentations physiques des cœurs d’Arm optimisés pour un certain nœud), de nombreux outils de sociétés comme Cadence et Synopsys pour permettre les conceptions 5LPE, et un manque de rivaux sauf TSMC, il est raisonnable de s’attendre à ce que le 5LPE de Samsung soit utilisé par de nombreux clients en dehors de Samsung Electronics.

Il y a cependant de l’intrigue. Lors de la conférence téléphonique avec les analystes et les investisseurs, le responsable de Samsung Foundry a déclaré que l’unité commerciale était sur le point d’achever la conception de ses produits de deuxième génération 5 nm et de première génération 4 nm.

« Au quatrième trimestre, […] nous poursuivrons nos efforts pour élargir notre saut dans les processus avancés en achevant la conception de la deuxième génération de [the] Produits 5-nano et la première génération de produits 4-nano mobiles,  » m’a dit Seung Hoon Han.

La feuille de route publique de Samsung Foundry ne répertorie pas la technologie 5LPP (elle a été répertoriée il y a un an, mais lorsqu’elle prévoyait de passer aux GAAFET à 4 nm – elle a été supprimée depuis), mais elle comporte des nœuds 4LPE et 4LPP. À ce stade, on ne sait pas s’il existe une technologie 5 nm de deuxième génération. Le SVP de Samsung Foundry a mentionné 5LPE avec tous les rendements et toutes les améliorations de processus continus (CPI) de la variabilité des performances mis en œuvre (peu probable car ils sont mis en œuvre sur la base d’une analyse statistique de dizaines de millions de puces produites), ou il existe en effet la technologie 5LPP pour «  général ‘utilisation ainsi que 4LPE pour les SoC mobiles.

Plus de clients et croissance substantielle en 2021

En parlant de clients, il faut noter que Samsung Foundry prévoit d’attirer de nouveaux gros clients l’année prochaine. Pour décrocher de nouvelles commandes, le fabricant de puces sous contrat a l’intention d’élargir le nombre d’applications de haut niveau qu’il peut traiter, ce qui signifie essentiellement l’introduction de technologies de processus avec des modules qui pourraient profiter à des applications particulières.

« En 2021, la société s’attend à ce que la croissance de l’activité de fonderie dépasse de manière significative la croissance de l’industrie », indique le communiqué de Samsung. «Il prévoit de diversifier les applications vers les produits HPC, grand public et réseau, et de sécuriser d’autres grands clients.

Il y a quelques jours à peine, le Raja Koduri d’Intel présenté au Forum SAFE (Advanced Foundry Ecosystem) de Samsung, qui a naturellement (re) déclenché des rumeurs selon lesquelles le premier fournisseur mondial de processeurs pourrait sous-traiter une partie de sa production à Samsung Foundry. Intel a récemment rencontré des problèmes avec son processus de fabrication 7 nm et envisage maintenant de sous-traiter certains des composants utilisant cette technologie à un tiers. Jusqu’à présent, Bob Swan, PDG d’Intel, a confirmé que la société travaille avec TSMC, un partenaire de longue date qui fabrique un certain nombre de lignes de produits Intel acquises par la société ces dernières années.

Gardant à l’esprit que GlobalFoundries et United Microelectronics Corp. (UMC) ont abandonné le développement de processus de fabrication de pointe ces dernières années, l’optimisme de Samsung Foundry quant aux commandes de grands clients qui ont besoin de nœuds avancés est tout à fait justifié.

Sources: Samsung, Samsung / SeekingAlpha, Communauté de cadence, Intel / SeekingAlpha