Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, 2020’de N2 (2 nm sınıfı) üretim sürecinin gelişimini ilk kez onayladığında, düğüm hakkında pek fazla ayrıntı açıklamadı veya üretime ne zaman girmeyi planladığını söylemedi. Bu hafta şirket, teknolojinin yeni bir transistör yapısına dayandığını doğruladı, ancak onu kullanan çipler 2026’ya kadar mevcut olmayacak.
TSMC’nin CEO’su CC Wei, bu hafta, şirketin N2 düğümünün beklendiği gibi, çok yönlü (GAA) transistörlere dayanacağını resmen doğruladı (gerçi ayrıntıları ayrıntılı olarak açıklamadı veya mimarinin pazarlama adını açıklamadı) . Üretim süreci, 0.33 sayısal açıklığa sahip mevcut aşırı ultraviyole (EUV) litografisine güvenmeye devam edecek.
Teknolojinin 2024’ün sonunda riskli üretime ve 2025’in sonuna doğru yüksek hacimli üretime (HVM) hazır olması bekleniyor. Bu, TSMC müşterilerinin 2026’da ilk N2 tabanlı çiplerini alması gerektiği anlamına geliyor.
Wei, “N2 geliştirmemiz, yeni transistör yapısı da dahil olmak üzere ve beklentimize doğru ilerliyor” dedi. “Tek söylemek istediğim, evet, öyle [in] 2024’ün sonunda risk üretimine gireceksiniz. 2025’te üretimde olacak, muhtemelen ikinci yarıya yakın veya 2025’in sonunda biliyorsunuz. Bizim programımız bu.”
Genel olarak, TSMC’nin yeni proses teknolojilerini benimsemesi yavaşlıyor. Geleneksel olarak TSMC, her iki yılda bir yepyeni bir düğüm kullanarak üretime başladı. TSMC’nin N7’si Nisan 2018’de yükselmeye başladı, N5 HVM’ye Nisan 2020’de girdi, ancak N3 sadece 2022’nin ikinci yarısında ticari üretim için kullanılacak. 2025’in sonu.
gizemli program
TSMC’nin N2 programı her zaman biraz gizemli olmuştur. Şirket, N2 hakkında ilk konuşmaya başladığında, yalnızca yeni teknolojinin Tayvan, Hsinchu İlçesi, Baoshan yakınlarındaki yepyeni bir tesiste benimseneceğini söyledi. (Bazılarının Fab 20 dediği) site, dört aşamada inşa edilecek yeni bir fabrikayı barındıracak. Tayvanlı yetkililer, 2021 ortalarında projeye yeşil ışık yaktı ve bu, tesisin inşaatının 2022’nin başlarında başlayacağını öğrendiğimizde, TSMC’nin N2 programı hakkında bize ilk ipuçlarını verdi.
TSMC’nin yönetim kurulu onaylı fab’ın inşaatı 2022’nin başlarında olacak, bu yüzden şimdiye kadar fab’ın inşasının bir şekilde devam etmesini bekliyoruz. Bu doğruysa, kabuğun 2023 ortasına kadar tamamlanmasını ve 2024’ün ikinci yarısında ekipmanın kurulup üretime hazır olmasını bekleyin. TSMC ve ortakları gerekli tüm hazırlıkları tamamladıktan sonra (örneğin, risk üretim aşaması), N2 teknolojisi ve yeni fabrika, 2025’in sonlarında başlayacak olan HVM için hazır olmalıdır.
Modern üretim süreçleri için döngü süreleri çok uzundur (üç aydan fazla), bu nedenle TSMC’nin ilk 2 nm çip grubunu alfa müşterisine/müşterilerine teslim etmesi aylar alacaktır, ki bu muhtemelen 2026’da gerçekleşecektir. Bu cihazları kullanan ürünler, bundan yaklaşık dört yıl sonra, 2026’da kullanıma sunulacak.
Performans, Vade, Maliyetler
TSMC’nin N2 programı her zaman biraz gizli olsa da, TSMC sürekli olarak, önceki nesil düğümlere (örn., N3 türevleri) göre öngörülebilir verim ve somut avantajlara sahip çok olgun bir düğüm için çabaladığını söyledi. Bu nedenle, TSMC, çok yönlü transistörlerle Samsung Foundry’nin yaklaşık iki, hatta üç yıl gerisinde olacak olsa da, 2025’in ikinci yarısında hızlanmaya başladığında, ilk Nesil GAA tabanlı düğümünün en iyi üretim süreci olmasını bekliyor.
“N2’mizi bekliyoruz […] en iyi teknoloji olmak, [delivering] Müşterilerimiz için vade, performans ve maliyet,” diyen Wei, “N2’nin müşteri büyümemizi desteklemek için teknoloji liderliğimizi sürdüreceğinden eminiz.”
Dikkatli Bir Yaklaşım
TSMC’nin bir çok N3 ve N2 düğümleriyle temkinli yaklaşım.
Samsung Foundry, bu yıl zaten 3GAE (3nm kapı her yönden erken) üretim süreciyle GAA transistörlerini kullanmaya başlayacak. Samsung’un ilk düğümleri tipik olarak yalnızca şirket tarafından dahili olarak kullanılır, bu nedenle yeni transistör yapısının daha geniş bir şekilde benimsenmesi, yalnızca 2023’te, sözleşmeli çip üreticisi 3GAP (3 nm kapı-all-around plus) düğümünü piyasaya sürdüğünde gerçekleşecektir. iç ve dış müşteriler.
Bu arada Intel, 2024’te 20A teknolojisi için Ribbon FET (bir tür GAA transistör) mimarisini benimsemeyi ve ardından 2025’te 18A düğümü için ASML’nin Twinscan EXE tarayıcılarını ve 0.55 sayısal açıklığa sahip Yüksek NA EUV litografisini kullanmayı planlıyor. Esasen, yaklaşık iki yıl içinde Intel, çok agresif bir program olan yeni bir transistör tasarımı ve yeni bir litografi yöntemi benimsemeyi planlıyor.
TSMC, FinFET transistör yapısının birkaç yıl daha yeterli olduğuna inanıyor, bu nedenle şimdilik GAA transistörleri ile herhangi bir risk almıyor. 2025 yılına kadar şirket, ASML’nin Twinscan NXE 0.33 NA EUV araçlarıyla altı yıllık deneyime sahip olacak, bu nedenle şirketin yeni bir transistör mimarisi benimsemesi önemli ölçüde daha az riskli olacak.
Dünyanın en büyük sözleşmeli yarı iletken üreticisi olan TSMC, genellikle çok temkinlidir. Şirketin, her yıl yeni çipler üzerinde akıllı telefon sistemi (SoC) yayınlama eğiliminde olan ana müşterisi Apple’ın gereksinimlerini karşılamak için her yıl belirli iyileştirmelerle yeni bir düğüm sunması hayati önem taşıyor. Bu arada, AMD veya Nvidia gibi şirketlerin gereksinimlerini karşılamak için TSMC, düğümlerinin çok yüksek performans (N4X) veya belirli uygulamalar için faydalı olan bir transistör yoğunluğu, performans ve güç tüketimi kombinasyonu sunacak şekilde uyarlanmış özel sürümlerini geliştirir ( 5N, 12N).
Şimdiye kadar, TSMC’nin her iki yılda bir yepyeni bir düğüm sunma stratejisi, şirket ve müşterileri için iyi çalıştı. Gelişmiş sürümler (N5P, N7P, vb.) ve özelleştirilmiş sürümler, şirketin her yıl tutarlı performans, güç ve alan iyileştirmeleri sunmasını sağladı. Ancak şimdi, tamamen yeni düğümler için kadans üç yıla uzadığına göre, rakipleri önemli ölçüde daha agresif hale geldiğinden, firmanın galibiyet serisini nasıl devam ettirmeyi planladığı görülüyor.
