Аналитическая компания SemiAnalysis представила результаты детального изучения процессора HiSilicon Kirin 9030, который стал «сердцем» флагманских смартфонов Huawei серии Mate 80. Чип производится на мощностях китайской компании SMIC по техпроцессу N+3 — это уже третье поколение 7-нм технологий предприятия.
Важнейшим открытием стало измерение минимального шага металлических соединений (metal pitch) в нижних слоях разводки: у SMIC N+3 этот параметр составляет 32,5 нм. Для сравнения, современные процессоры Intel Panther Lake, выпускаемые по техпроцессу Intel 18A, используют шаг 36 нм.
На первый взгляд, показатель SMIC выглядит впечатляюще, однако эксперты призывают не делать поспешных выводов. Технология Intel 18A архитектурно поддерживает минимальный шаг 32 нм, но в Panther Lake компания сознательно применила более крупный шаг из-за использования передовой технологии подачи питания с обратной стороны кристалла (PowerVia). Перенос силовых линий на тыльную сторону позволяет высвободить место для сигнальных соединений, сохраняя высокую плотность компоновки даже при менее агрессивных нормах разводки.
В отчете SemiAnalysis также отмечается, что техпроцесс SMIC N+3 уступает Intel 18A по плотности размещения транзисторов примерно на 38%. При этом китайским инженерам удалось достичь показателя 113,4 млн транзисторов на квадратный миллиметр, что чуть выше уровня зрелого техпроцесса TSMC N6 (107,7 млн транз./мм²). Примечательно, что такой плотности удалось добиться без использования EUV-литографии: SMIC полагается на оборудование для глубокой ультрафиолетовой литографии (DUV) и сложные схемы многократного экспонирования.
Для достижения таких результатов инженеры SMIC использовали полный набор методов оптимизации: транзисторы с двойными плавниками (Fin), размещение контактов непосредственно над затвором и минимальные разделительные области между ячейками. Эти приемы позволяют экономить площадь, однако заметно усложняют и удорожают процесс производства.
Важно понимать, что высокая плотность транзисторов не гарантирует топовой производительности. По данным аналитиков, старшее ядро Kirin 9030 Pro работает на частоте 2,75 ГГц, а его производительность на такт соответствует уровню архитектуры Arm Cortex-X2 образца 2021 года. В итоге новый чип Huawei сопоставим с флагманами трехлетней давности и уступает современным решениям Apple, Qualcomm, MediaTek и Samsung.
Тем не менее, в сравнении с предшественником Kirin 9020 новая версия стала эффективнее: при почти неизменных размерах кристалла Huawei смогла добавить производительное ядро, нарастить объем кеш-памяти, а также расширить графический и нейронный блоки.
Исследование доказывает, что экспортные ограничения США не остановили развитие китайских полупроводников, а лишь заставили индустрию менять подход. Вместо доступа к EUV-оборудованию компании делают ставку на архитектурные оптимизации и передовые методы компоновки, такие как 3D-штабелирование. Китай пока не сокращает отставание от мировых лидеров — Intel, TSMC и Samsung — на переднем крае, но продолжает движение вперед.
Отдельно стоит отметить, что процессоры Kirin 9030 Pro работают в связке с памятью LPDDR5X от Samsung, однако в версиях с 16 ГБ оперативной памяти также встречаются микросхемы китайского производителя CXMT.
