Vývoj A14 (1,4nm) procesu TSMC jde hladce a výtěžnost je v předstihu
Zdroj: TSMC
TSMC zveřejnila aktuální informace o přípravě procesů nové generace, A14 a A16. Vše jde hladce, výtěžnost dokonce předběhla plán, takže zatím vše nasvědčuje včasnému dokončení…
Aktuálně TSMC nabízí především rodinu 3nm procesů, příští rok se začne ve větším rozsahu rozbíhat 2nm technologie a po ní budou následovat A16 (1,6nm) a A14 (1,4nm) procesy. Právě těch se týkají aktualizované informace, které TSMC zveřejnila na svém webu.
TSMC A14
1,4nm proces je plnohodnotnou novou generací, která není jen vylepšením svého předchůdce. Jde tedy o nástupce procesů jako byly 7nm, 5nm nebo 3nm. Výrobce zveřejnil, že proces navýší dosažitelné takty až o 15 % (při stejné spotřebě s 2nm), případně spotřeba klesne až o 30 % (při stejných taktech s 2nm) a denzita stoupne o více než 20 %. Tato čísla, alespoň z marketingového hlediska, působí o něco pozitivněji než původní údaje, které byly formulovány opatrněji: 10-15 % pro takty a 25-30 % pro spotřebu.
| 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 |
Samotná TSMC je pozitivní co do výtěžnosti, která dosáhla lepších výsledků než společnost pro aktuální období předpokládala.
Připomeňme, že se premiéra procesu A14 chystá na rok 2028, přičemž o rok později dorazí vylepšená verze s podporou technologie Super Power Rail (tj. back-side power delivery v podání TSMC), která zvýší energetickou efektivitu a patrně i stabilitu na vyšších taktech.
TSMC A16
1,6nm proces, který je vylepšením 2nm technologie, se vyvíjí podle dřívější plánů. Ty již drobné zlepšení (po stránce dosažitelných taktů) oproti zcela původním plánům avizovaly. Jinak se patrně nic nemění. 1,6nm proces oproti 2nm nasazuje výše zmíněný Super Power Rail.
| 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 ≤15 % vs. N2 | -25-30 % vs. N2 ≤30 % vs. N2 |
Krom zvýšení taktů (17-23 % nad rámec N2 a 8-10 % nad rámec N2P) a snížení spotřeby o 15-20 % oproti N2P ale dojde i ke zvýšení denzity o 17-24 % oproti N2 a o 7-10 % oproti N2P. Jinými slovy čipy budou nejen rychlejší a energeticky efektivnější, ale ještě se jich na wafer vejde o zhruba 25 % více oproti procesu N2 a zhruba o 10 % více oproti procesu N2P.
Na strategii TSMC je vidět opatrnost - i když back-side power delivery implementuje již s A16, s generací A14 opět pracuje na verzi s i bez. Kdyby připravovala pouze variantu s back-side power delivery, pak by jakékoli pozdě odhalené problémy této technologie znamenaly odklad nové generace procesů. Při zvolené strategii však v případě problémů dojde jen k odkladu jedné z variant procesu a na druhé může běžet výroba. Jde o podobné řešení, jaké společnost v minulosti zvolila u 7nm procesu, kdy paralelně pracovala na variantě s EUV i bez EUV. Což se nakonec ukázalo být klíčem k úspěchu této generace. S EUV byly zpočátku potíže, takže tato varianta oslovila jediného zákazníka (a byla později nahrazena přepracovanou verzí označenou jako 6nm proces), zatímco 7nm technologie bez EUV obsadila trh a oslovila výrobce mobilních čipů, PC procesorů i serverových technologií.
Zdá se, že právě opatrnost a především schopnost odhadnout a nepřeceňovat vlastní síly, je klíčem k úspěchu, jaký TSMC od nástupu 7nm technologie zažívá. Samsung a Intel se snaží dělat větší skoky, implementovat řadu nových technologií najednou, což často vede ke kumulaci problémů a odkladům. TSMC si oproti tomu dává realističtější cíle, které většinou stíhá plnit, zatímco konkurentům, kteří dotahující proces nad časový plán, tyto vícepráce přesahují do doby, kdy už měli vyvíjet další generaci procesů, jejíž harmonogram je pak rovněž nabourán.
