TSMC начали выпускать чипы с техпроцессом 3 нм. Пока открыто лишь опытное производство, а серийный выпуск намечается через год.
Развитие новейшего производства
Сейчас передовые производители успешно практикуют изготовление микросхем для видеокарт, а также материнских плат и мобильной техники по технологии:
- 14 нм;
- 7 нм;
- 5 нм.
К концу 2021 года тайваньская компания TSMC запустила выпуск опытных образцов с техпроцессом в 3 нм, но столкнулись с проблемой упаковки чипов. По производительности 3-нанометровые кристаллы лучше на 10 — 15 %, а их энергопотребление снижено на 30% по сравнению с самыми передовыми микросхемами. Явная эффективность!
Однако возникают сложности с упаковкой малых кристаллов. Дело в том, что имеющееся оборудование не позволяет уменьшить шаг между соединениями, а его модернизация сталкивается с техническими сложностями. Чтобы смонтировать кристалл нового типа в имеющиеся корпуса, чип придется делать большим. Это неизменно приведет к удорожанию микросхемы.
В некоторых источниках сообщалось, что единственным заказчиком новых микросхем будет Apple. Однако вице-президент компании Ю Дуглас заявил, что предстоит решить проблему с упаковкой кристалла. Тем не менее, к 4-у кварталу 2022 года чипы с техпроцессом N3 и N3E (усовершенствованный техпроцесс 3 нм) для своих производств намерены покупать:
- AMD;
- Intel;
- Qualcomm и др.
По заявлениям таких производителей видеокарт, как AMD и NVIDIA они собираются перейти к техпроцессу 5 нм уже к третьей декаде 2022 года. Apple собирается сделать это немного позже, но уже не к 5 нм техпроцессы, а 3-х.
О технологии N3 и N3E
В настоящее время компания TSMC изготавливает чипы для систем Apple A15 Bionic по технологии N5P — это улучшенный вариант N5, техпроцесса 5 нм. Этот процесс основан на литографии и имеет 14 слоев. В новом N3 их предполагается столько же или даже больше. Повышение технологического процесса с уменьшением размера техпроцесса приводит к увеличению числа операций, а значит и времени на изготовление (выращивание) кристалла.
Также сборка микросхемы, настройка аппарата, разработка программного обеспечения требует времени. Так что, если чипы N3 и N3P поступят к середине 2022 года, то потребители смогут воспользоваться аппаратами на их основе лишь в 2023 году. А учитывая то, что производители чипов уже столкнулись с проблемами, то неизвестно, сколько займет времени их решение.
В планах TSMC и других разработчиков — технология 2,5 и 2 нм. Однако возникшие проблемы (время изготовления кристалла и сложность его упаковки) на этапах 3N-технологии явно отобразятся на еще более новых разработках.
Во всяком случае процессы с 3 нм технологией уже запущены и даже известны их параметры. Как они поведут себя на практике, покажет время.
Заключение
Недавно появились видеокарты и компьютеры без кулеров с неплохими параметрами, не говоря уже о энергоэффективных и производительных смартфонах и планшетах. А это все, в основном, достижения техпроцесса. Обильный перечень микросхем различной степени интеграции, а также компонентов обвязки можно найти в интернет-магазине «ЗУМ-СМД». Использование передовых технологий поднимает производителя на новый уровень.