Cuando se habla de la fabricación de chips, uno de los términos que más habréis leído es el de BKM, ¿qué significan estas siglas y qué relación tiene con los diferentes nodos de fabricación? ¿Se trata de una forma especial de hacer los chips? ¿Un tipo de transistor? Nada de eso, si queréis saber lo que significa nosotros os lo explicamos.
La fabricación de chips es un mundo en sí mismo con sus propias reglas, y aunque los chips que utilizamos en nuestro hardware se fabrican en esas fundiciones, son estas reglas las que acaban influenciando las especificaciones de los diseños de empresas como Intel, NVIDIA, AMD, Samsung, etc.
BKM o como los nodos de fabricación mejoran continuamente
Cuando una fundición usa la coletilla BKM, siglas que significan «Best Known Method» y que se traduce al español como «Mejor método conocido», estas hacen referencia a que, pese a que están utilizando un nodo de fabricación concreto, se encuentran investigando para lanzar una versión mejorada del mismo, dicho de otro modo, hace referencia a que la fábrica sabe que el proceso que usan actualmente tiene margen de mejora, pero es que el tienen operativo en este mismo momento hasta que la versión mejorada se haya desarrollado y esté lista para producir en masa.
Se ha de tener en cuenta que a las fundiciones les interesa mejorar sus procesos de fabricación, por varios motivos:
- Aumentar el nivel de producción, la cantidad de obleas que pueden fabricar.
- Disminuir los costes de fabricación, no solo para aumentar márgenes sino también el precio de las obleas para poder captar más clientes o si es fundición propia tener precios más competitivos.
- Disminuir la densidad de fallos.
Estos tres puntos son importantes en medio de la encarnizada guerra a la hora de buscar clientes que necesiten una fábrica para sus chips y los costes son la parte más importante.
La densidad de fallos y su relación con el coste de fabricación de los chips
Los costes relacionados con la fabricación de chips los podemos agrupar en dos categorías distintas:
- Costes fijos: son aquellos costes asociados que no dependen de la fabricación como son los impuestos económicos a la producción, el coste de haber construido las fábricas, el coste de investigación de los nuevos nodos, el de los trabajadores durante la investigación, etc. El coste de desarrollo de los nodos de fabricación futuro se carga sobre el coste de producción de los nodos de producción presentes. Así, por ejemplo, las obleas a 7 nm de TSMC están pagando los costes de desarrollo y despliegue de las de 5 nm.
- Costes variables: dependen de la cantidad de chips que se produzcan, y es donde se producen las optimizaciones para desarrollar nuevas variantes mejoradas de cada nodo de fabricación.
El coste de los chips depende del volumen de producción, ya que parte del coste final depende de cuántos chips buenos salgan por oblea, lo cual podemos representar de la siguiente manera: coste de la oblea dividido entre la cantidad de chips buenos que salen por oblea da como resultado el coste de cada chip.
Obviamente esto es una simplificación, ya que en las obleas suelen aparecer una serie de defectos que hacen que la cantidad de chips buenos por oblea sea menor que el que en teoría se obtendría, siendo los peores aquellos que se acaban cargando un chip entero porque aleatoriamente han afectado una parte que una vez inutilizada obliga a descartar el chip por completo.
En otros casos en cambio, estos fallos no matan al chip por lo que estos se pueden reciclar en forma de variantes de un mismo chip con menor capacidad, normalmente en forma de una menor cantidad de núcleos o de menos memoria caché.
El BKM afecta a la litografía de los chips
Se le llama litografía al método utilizado para imprimir los chips en una oblea, en la cual los chips no son distribuidos sobre esta de manera desordenada e incoherente, sino que la distribución de los mismos es muy importante de cara a conseguir la mayor producción posible.
A la hora de diseñar un chip, dentro de una misma arquitectura nos podemos encontrar incluso con distribuciones dispares de los componentes entre dos productos de una misma familia, todo ello para conseguir obtener el BKM ideal a la hora de fabricar un chip en concreto.
Cuando una fábrica de chips desarrolla una nueva variación de uno de sus nodos de fabricación, entonces la distribución de la litografía en los chips cambia con tal de sacar un mayor provecho de las mejoras o se hace un nuevo diseño del chip, con las mismas especificaciones, pero con una mejor y más adecuada distribución de los componentes en el interior del chip con tal de sacar provecho a la nueva variante del proceso de fabricación.
Al final el objetivo no deja de ser el de aumentar la cantidad de chips buenos por oblea, reducir costes y tener un proceso de fabricación más competitivo en el mercado con tal de atraer clientes.
