TSMC spustí A14 (1,4nm) výrobu v roce 2028, 2nm má 90% výtěžnost, spustí N3C
Zdroj: TechSpot
TSMC představila množství novinek pro svět výrobních procesů. Některé budou lepší, některé se mírně zdrží, ale celkově se vývoj v dohledné době posune pozitivním směrem…
TSMC na technickém sympoziu zveřejnila roadmapu prodlouženou do roku 2028, kde se objevil 1,4nm (14A, respektive v názvosloví TSMC A14) proces.
Aktuální roadmapa (TSMC)
V souvislosti s tím byla ohlášena některá data, která trochu mění dosavadní plány. Spuštění velkokapacitní výroby na N2 (základním 2nm) procesu bylo posunuto z jara 2025 na druhé pololetí 2025, ale to není úplná novinka. Že k využití 2nm výroby během tohoto jara (tzn. pro produkty chystané na konec letošního roku) nedojde, je již nějakou dobu známo. V návaznosti na to se na druhé pololetí příštího roku posunul i N2P (vylepšený 2nm proces). N2X (2nm proces zaměřený na výkon) byl potvrzen na rok 2027. To fakticky vylučuje možnost jeho nasazení hned s první vlnou produktů s architekturou Zen 6, takže pokud se v portfoliu AMD objeví, stane se tak později. V roce 2027 dojde též na 1,6nm (A16) proces.
| EUV | zahájení výroby / tape-out | velkokapacitní výroba | ||
|---|---|---|---|---|
| TSMC | 3nm (N3/N3B) |  | Q4 2021 | prosinec 2022 |
| 3nm (N3E) | | ? | Q3 2023→Q2 2023 | |
| 3nm (N3P) | | ? | Q4 2024 | |
| 3nm (N3S) | | ? | 2024 | |
| 3nm (N3X) | | ? | 2025 | |
| 3nm (N3A) | | ? | 2026 | |
| 3nm (N3C) | | ? | 2026 | |
| 2nm (N2) | | Q4 2024 | Q2 2025→H2 2025 | |
| 2nm (N2P) | | ? | H2 2025→H2 2026 | |
| 2nm (N2X) | | ? | 2027 | |
| 1,6nm (A16) | | H2 2026 | Q1 2027 | |
| 1,4nm (A14) | | ? | 2028 |
Nyní k jejich vlastnostem:
TSMC A14 (1,4nm)
A14 (TSMC)
Proces A14 (1,4nm) představuje novou generaci oproti N2 (zatímco A16 je vylepšením N2). Mělo by to tak být, byť to ze srovnání parametrů A14 s A16 podle souhrnných údajů v naší tabulce tak úplně nevypadá (důvody si vysvětlíme v kapitole o A16). Při stejné spotřebě s N2 by A14 měl dosáhnout o 10-15 % vyšších taktů, při stejných taktech by měl snížit spotřebu o 25-30 % a u stejného návrhu by měl dosáhnout o 23 % vyšší denzity logiky. Celková denzita (kam jsou započtena rozhraní, která zpravidla neškálují a SRAM, která škáluje odlišně), lze očekávat zhruba 20% posun denzity.
Zajímavé je, že TSMC pro 1,4nm generaci neplánuje zavedení back-side power delivery (v názvosloví TSMC Super Power Rail) hned v první verzi, ale až u další verze procesu chystané na rok 2029. To je podobná strategie jako s N2, která Super Power Rail dostane až ve vylepšené verzi (A16). Cílem je zjevně rozdělit inovace do více kroků a nesnažit se protlačit vše v rámci jednoho procesu, což bývá riskantní a mnohdy to vede k odkladům.
TSMC A16 (1,6nm)
A16 neboli 1,6nm proces je technologický derivát 2nm výroby, který krom klasických půlgeneračních vylepšení doplňuje zmíněnou technologii Super Power Rail (snižuje energetické nároky, případně zvyšuje stabilitu na vyšších taktech).
TSMC tento proces dříve číselně srovnávala s N2 (nyní jej srovnává s N2P), takže srovnání v naší tabulce s N2 berte spíš s rezervou, neboť zakládá na nejspíš ne zcela aktuálních datech, které N2 stavěly do malinko horšího světla, než jak proces vypadá nyní. Jinými slovy, N2 dopadne o něco lépe, takže rozdíl A16 oproti N2 reálně nebude tak velký.
S ohledem na spuštění výroby ve druhém pololetí příštího roku bychom se s A16 produkty mohli na trhu setkat v roce 2027.
| TSMC | |||
| proces | denzita | výkon | spotřeba |
|---|---|---|---|
| 3nm (N3) | +70 % vs. N5 2,9× vs. N7 | +10-15 % vs. N5 +32 % vs. N7 | -25-30 % vs. N5 |
| 3nm (N3B) | +60 % vs. N5 | +10-15 % vs. N5 +32 % vs. N7 | -35 % vs. N5 -43 % vs. N7(?) |
| 3nm (N3P) | +4 % vs. N3E | +10 % vs. N3E | -5-10% vs. N3E |
| 3nm (N3E 3-2 Fin) 3nm (N3E 2-2 Fin) 3nm (N3E 2-1 Fin) | +18 % vs. N5 +39 % vs. N5 +56 % vs. N5 | +33 % vs. N5 +23 % vs. N5 +11 % vs. N5 | -12 % vs. N5 -22 % vs. N5 -30 % vs. N5 |
| 3nm (N3S) | ? | ? | ? |
| 3nm (N3X) | +4 % vs. N3P | +15 % vs. N3P | ? |
| 3nm (N3A) | ? | ? | ? |
| 2nm (N2) | +10 % vs. N3 +>15 % vs. N3E +≥15 % vs. N3E | +13 % vs. N3E 2-1 +10-15 % vs. N3E | -33 % vs. N3E 2-1 -25-30 % vs. N3E |
| 2nm (N2P) | +9-13 % vs. N2 | +10-12 % vs. N2 | ? |
| 2nm (N2X) | ? | +10 % vs. N2 | ? |
| 1,6nm (A16) | +7-10 % vs. N2P +17-24 % vs. N2 | +(6-)8-10 % vs. N2P +17-23 % vs. N2 | -15-20 % vs. N2P |
| 1,4nm (A14) | +23 % vs N2 | 10-15 % vs N2 | -25-30 % vs N2 |
TSMC N2 (2nm)
TSMC zveřejnila nová čísla srovnávající N2 s N3E, která jsou o něco lepší než poslední oficiální údaje. Výkonnostní posun dosáhne (klasicky při stejné spotřebě) ~18 % (navýšení asi o pět procentních bodů) a spotřeba (při stejných taktech) poklesne dokonce o ~36 % (což je navýšení rozdílu o asi tři až devět procentních bodů, podle toho, se kterými z předchozích dat budeme srovnávat).
N2 zároveň dosahuje výborné výtěžnosti, na standardních 256Mb SRAM strukturách přes 90 %. Posuny vylepšeného 2nm procesu N2P oproti N2 tedy reálně budou nižší, než se uvádělo dříve (=data v naší tabulce) a na výkon optimalizovaný N2X dosáhne asi 10% navýšení frekvencí nad N2.
TSMC N3 (3nm)
Věřte nebo ne, novinky se týkají i 3nm generace, která je již nějakou dobu na trhu. TSMC nezmiňuje proces N3S, o kterém se proslýchalo, že bude zaměřen na denzitu a namísto něj představila N3C, který má být zaměřen na cenu. Dovolil bych si spekulovat, že vývoj původního N3S nešel tak rychle, jak se předpokládalo, dokončen byl později, možná v trochu jiné podobě než jak se původně plánovalo, a TSMC se ho proto rozhodla uvést pod jiným označení. Fakticky je v základních parametrech procesů denzita a cena tímtéž kritériem (čím je čip menší, tím je levnější).
Připomeňme, že N3A je určen automobilovému průmyslu, N3X výkonným procesorům (zaměřený na maximální frekvence), N3E přinesl jako první možnost optimalizací různých částí stejného čipu pro různě optimalizované subvarianty procesu (takty / denzita / vyvážený) a N3P je celkové vylepšení (takty / denzita / spotřeba).
TSMC očekává, že o N2 bude velký zájem, podle počtu ohlášených tape-out ve druhém roce od uvedení by mohlo jít zhruba o 2× více produktů, než s procesem N3.
Zdroje:
