Avanços da SMIC no Processo 7nm (N+3)

A Revolução Silenciosa da SMIC no 7nm

Uma análise do chip Kirin 9030 da Huawei, realizada pela SemiAnalysis, revelou que a tecnologia de fabricação N+3 da SMIC, de terceira geração 7nm, apresenta características impressionantes que a colocam em destaque no cenário global.

Pitch de Metal e Densidade de Transistores Superiores

• O processo N+3 da SMIC suporta um pitch de metal mínimo de 32.5nm, nominalmente menor que os ~36nm usados em muitas células de alta performance do Intel 18A (embora o 18A possa atingir ~32nm).
• A densidade estimada de transistores é de aproximadamente 113.4 milhões de transistores por milímetro quadrado (Mtr/mm²), superando a densidade do TSMC N6 (107.7 Mtr/mm²).

Conquista Tecnológica sem EUV

É um feito indiscutível que a SMIC tenha alcançado essa densidade de transistores sem o uso de litografia EUV (Extreme Ultraviolet), ao contrário do TSMC N6, que utiliza múltiplas camadas EUV.

A foundry chinesa atinge essa densidade através de técnicas avançadas como:

• Multi-patterning DUV, incluindo quad-patterning autoalinhado nas camadas mais críticas.
• Otimização de co-design e tecnologia (DTCO) extensiva.
• Uso de métodos como redução na contagem de aletas (fins), colocação de contatos diretamente sobre os gates ativos e otimização do isolamento celular.

O Preço da Inovação: Complexidade e Custo

Embora essas técnicas aumentem a densidade, elas vêm com custos significativos, incluindo:

• Maior complexidade do processo.
• Custos de produção elevados.
• Riscos de rendimento (yield) mais altos.
• Restrições adicionais de design.

Desempenho Real vs. Densidade

Apesar da impressionante densidade, o Kirin 9030 entrega um desempenho comparável a processadores flagship de aproximadamente três anos atrás e apresenta uma desvantagem considerável em eficiência energética em relação aos designs modernos da Apple, Qualcomm, MediaTek e Samsung.

O núcleo de CPU de maior desempenho do Huawei é caracterizado como de classe Cortex-X2 em IPC, enquanto os núcleos de eficiência da Apple, muito menores, o superam em cargas de trabalho de inteiros e consomem consideravelmente menos energia.

Comparação com Intel 18A: Uma Perspectiva Equilibrada

Apesar do pitch de metal de 32.5nm do SMIC N+3 ser nominalmente mais apertado que os ~36nm do Panther Lake (Intel 18A), o Intel 18A oferece maior densidade de transistores e uma eficiência de desempenho consideravelmente superior.

Além disso, o 18A da Intel utiliza transistores gate-all-around (GAA) e entrega de energia traseira, tornando-o ideal para SoCs móveis e aplicações de data center.

O Futuro da Fabricação Chinesa

As restrições de exportação podem ter desacelerado o progresso tecnológico da China, mas a SMIC continua avançando. A empresa poderia continuar aumentando a densidade com melhorias nas camadas de metal, células padrão mais curtas, pitches de gate menores e, eventualmente, entrega de energia traseira.

A SemiAnalysis sugere que o N+4 da SMIC pode se aproximar da densidade da classe TSMC N5, enquanto o N+5, com entrega de energia traseira, poderia alcançar a densidade da classe Intel 18A. No entanto, a densidade de transistores por si só não garante melhorias substanciais de desempenho ou eficiência energética.