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TSMC rilascia una tabella di marcia che ci porta oltre il nodo di processo a 3 nm

La più grande fonderia del mondo appartiene alla TSMC di Taiwan. Questa è l’azienda che trasforma i progetti di chip di Apple in chip reali come l’A15 Bionic (che esegue la serie iPhone 13 e dispone di 15 miliardi di transistor in ogni chip). TSMC è anche responsabile della linea di chip M1 che include l’M1 Ultra alimentato dai suoi 114 miliardi di transistor. L’M1 Ultra è realizzato combinando due chip M1 Max.

All’inizio di questa settimana, è iniziato il 2022 Technology Symposium di TSMC che includeva il rilascio di una roadmap da parte di TSMC per i suoi nodi di processo all’avanguardia dotati di chip da 3 nm (N3) e 2 nm (N2). Più piccolo è il nodo di processo, minore è il numero di transistor utilizzati all’interno di un chip. E questo è importante perché tradizionalmente, maggiore è il numero di transistor, più potente ed efficiente dal punto di vista energetico è un chip.

Il prossimo importante nodo di processo sarà 3 nm che Apple spera di utilizzare sulla serie iPhone 15 del prossimo anno. TSMC prevede di avere cinque nodi N3 nei prossimi tre anni. Invece di rilasciare un nuovo nodo ogni due anni, come era consuetudine per la fonderia e l’industria, TSMC introdurrà ora un nuovo nodo ogni due anni e mezzo aumentando a ogni tre anni con il nodo di processo N2 (2 nm). Questi dati sono noti come cadenza di introduzione del nodo.

TSMC continuerà a utilizzare i transistor a effetto di campo FinFET per il suo nodo di processo a 3 nm, mentre Samsung presenterà i suoi transistor gate-all-around con i suoi chip a 3 nm). D’altra parte, TSMC non inizierà a utilizzare transistor a tutto tondo fino a quando non inizierà a spedire i suoi chip da 2 nm. TSMC sperimenta i suoi chip più all’avanguardia progettando i clienti per richiedere rapidamente N2 quando disponibile, mentre i clienti meno esigenti in termini di tecnologia della fonderia decideranno probabilmente di restare con un nodo di processo a 3 nm per i prossimi anni a venire.

Il primo nodo a 3 nm della fonderia ad essere spedito inizierà la produzione ad alto volume durante la seconda metà di quest’anno. Le consegne di chip da 3 nm inizieranno all’inizio del 2023. Secondo Anand TechN3 è fatto per i primi utenti, tra cui Apple che potrebbe trarre vantaggio dall’aumento delle prestazioni, della potenza e dell’area (PPA) fornite dai nodi all’avanguardia.

Il nodo N3E riduce il consumo energetico del 34% o offre un aumento delle prestazioni del 18%. Entro il 2024, la fonderia prevede di offrire il suo nodo N3P concentrandosi sul miglioramento delle prestazioni. E N3S è la versione incentrata sulla densità del nodo a 3 nm. La densità ci dice quanti milioni di transistor possono stare in un mm quadrato di spazio. I chip ad alta densità consentono di posizionare più circuiti su un chip offrendo al contempo una maggiore velocità operativa.

I nodi di processo a 3 nm saranno gli ultimi di TSMC a fornire i nodi di processo basati su transistor FinFET. Questi transistor utilizzano un design a forma di “pinna” da cui prendono il nome. TSMC introdurrà la sua tecnologia di nodi di processo a 2 nm nel 2025.