TSMC falou sobre processo técnico promissor: 2 NM – em desenvolvimento, 3 nm e 4 nm – a caminho da produção em 2022

O TSMC é o maior fabricante do mundo com quase 500 clientes. A empresa pode servir quase qualquer cliente com praticamente quaisquer demandas. Ao mesmo tempo, deve estar à frente de todos os concorrentes tanto em termos de possibilidades quanto de tecnologias. Os volumes de produção TSMC são improváveis ​​de desafiar nos próximos anos. Em relação ao desenvolvimento de normas avançadas N2, N3 e N4, a empresa também vai tudo de acordo com o plano.

No início deste ano, o TSMC aumentou significativamente seu orçamento de despesas de capital para 2021 a 5-28 bilhões, e agora aumentou ainda mais de cerca de 0 bilhões dentro de seu plano de três anos para gastar 00 bilhões em desenvolvimento de produção, pesquisa e desenvolvimento .

Cerca de 80% do orçamento TSMC 0 bilhões deste ano serão gastos em expansão de capacidade para tecnologias avançadas como 3-nm, 4/5-nm e 6/7-nm. Os analistas da China renascentistas títulos acreditam que a maior parte do dinheiro alocado para normas avançadas será usada para expandir a capacidade de N5 a 110-120 milha de silício por mês (WSPM) até o final do ano.

O TSMC foi a primeira empresa que iniciou os chips de produção em larga escala (HVM) usando a tecnologia N5 (5 Nm) em meados de 2020. Originalmente, esses serviços usados ​​apenas duas empresas – Apple e Huawei Hisilicon. Entregas para este último param em 14 de setembro, que deixou a Apple todos os poderes avançados. Até o momento, mais e mais clientes estão prontos para começar a digitar chips nos padrões N5, portanto, a implementação desse processo aumenta. O TSMC diz que o uso das tecnologias da família N5 (incluindo N5, N5P e N4) planeja mais clientes do que apenas alguns meses atrás.

O fabricante prevê que, de acordo com os resultados de 2021, o N5 lhe trará cerca de 20% de todos os rendimentos da produção de placas de silício. O TSMC observa mais interesse em clientes em relação aos padrões de 5 nm e 3 nm do que em relação a 7-NM em uma fase semelhante. A empresa espera que a demanda por N5 só cresça no futuro próximo devido a smartphones e soluções de alto desempenho.

O interesse pelo TSMC N5 não é surpreendente: analistas da China Renaissance estimaram que o processo técnico pode oferecer cerca de 170 milhões de transistores por milímetro quadrado (MTP / MM2) – estes são os regulamentos mais de alta qualidade hoje. Para comparação: a Samsung 5LPE pode propor uma densidade de cerca de 125-130 MTP / MM2 e as normas Intel de 10 nm são de cerca de 100 mm / mm2.

Nas próximas semanas, o TSMC vai começar a produzir chips usando uma versão melhorada de sua tecnologia de 5 nm chamada N5P, que promete um aumento na frequência a 5% ou redução do consumo de energia para 10% (com a mesma complexidade do cristal) . A tecnologia não requer investimentos significativos em recursos de engenharia ou tempo de ciclo de design mais longo, portanto, qualquer cliente TSMC, que já tem n5 chips, pode imprimi-los usando o N5P.

A família Technology TSMC N5 também inclui o processo técnico N4 (4 Nm) – com sua ajuda, os primeiros chips começarão a ser impressos no final deste ano, e a produção em massa é esperada em 2022. Esta tecnologia é projetada para fornecer vantagens adicionais em relação ao consumo de energia, desempenho e densidade em comparação com o N5, mas manter os mesmos princípios de design, infraestrutura de design, programas de modelagem de especiarias. Enquanto isso, desde que em N4, o uso de ferramentas de litografia na faixa ultravioleta extrema (EUV) é ainda mais expandindo, reduzirá o número de camadas de mascaramento, etapas de produção e, conseqüentemente, riscos e custos.

Em 2022, o maior fabricante de contratos do mundo lança seu processo de produção inteiramente novo – N3 (3 NM), que continuará a usar os transistores FineFet. Em comparação com o atual processo técnico N5, promete o crescimento do desempenho em 10-15% (na mesma potência e complexidade) ou redução do consumo de energia em 25-30% (na mesma frequência e complexidade). As novas normas também aumentarão a densidade da colocação de transistores em 1,1-1,7 vezes, dependendo das estruturas (1.1x – para analógico, 1,2x – para SRAM, 1,7x – para lógica).

O N3 também aumentará o número de camadas EUV, mas continua a usar litografia em uma gama ultravioleta profunda (DV). Além disso, uma vez que a tecnologia continuará a usar os transistores Finfet, não exigirá uma nova geração de ferramentas de automação de design eletrônico (EDA), reciclada a partir do zero e desenvolvendo chips completamente novos, o que pode ser uma vantagem competitiva em comparação com os nonoragens 3GAE no transistor Gaafet / Mbcfet Samsung. A produção arriscada é agendada para 2021 e massiva no segundo semestre de 2022.

A estrutura dos transistores GaAfers (portão-em volta do FET) permanece nos planos de desenvolvimento do TSMC. Espera-se que a empresa usará um novo tipo de transistores no seguinte processo técnico importante N3 (presumivelmente, N2, 2 Nm). Vale ressaltar que o TSMC expande as possibilidades de pesquisa e desenvolvimento na Fab 12 Enterprise, onde o trabalho está atualmente em andamento no N3, N2 e processo técnico mais avançado.