Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. bugün, 2022 TSMC Teknoloji Sempozyumunda, her yönden kapı etkili transistörleri (GAAFET’ler) kullanacak ilk düğümü olan N2 (2nm sınıfı) üretim teknolojisini resmen tanıttı. Yeni üretim süreci, tam bir performans ve güç avantajları sunacak, ancak transistör yoğunluğu söz konusu olduğunda, 2025’te çevrimiçi olduğunda neredeyse hiç etkilemeyecek.
Tamamen yeni bir proses teknolojisi platformu olan TSMC’nin N2’si iki temel yenilik getiriyor: nanosheet transistörler (TSMC’nin GAAFET’leri dediği şey budur) ve her ikisi de düğümün watt başına performans özelliklerini artırma hedefine hizmet eden arka güç rayı. GAA nano-tabaka transistörleri, sızıntıyı azaltan dört tarafı kapılarla çevrili kanallara sahiptir; ayrıca, sürücü akımını ve performansı artırmak için kanalları genişletilebilir veya güç tüketimini ve maliyeti en aza indirmek için daraltılabilir. Bu nano tabakalı transistörleri yeterli güçle beslemek ve şimdi herhangi birini boşa harcamak için, TSMC’nin N2’si, dökümhanenin hattın arka ucundaki (BEOL) dirençlerle savaşmak için en iyi çözümler arasında olduğunu düşündüğü arka güç dağıtımını kullanıyor.
Gerçekten de, performans ve güç tüketimi söz konusu olduğunda, TSMC’nin nano tabaka tabanlı N2 düğümü, aynı güç ve karmaşıklıkta %10 ila %15 daha yüksek performansın yanı sıra aynı frekansta %25 ila %30 daha düşük güç tüketimiyle övünebilir. ve TSMC’nin N3E’si ile karşılaştırıldığında transistör sayısı. Ancak yeni düğüm, çip yoğunluğunu N3E’ye kıyasla yalnızca 1,1 kat artırıyor.
| N2 ve N3E | N3E vs N5 | N3 ve N5 | N5 ve N7 | |
|---|---|---|---|---|
| Aynı Güçte Hız İyileştirme | %10 ~ %15 | +%18 | +10% ~ 15% | +%15 |
| Aynı Hızda Güç Azaltma | -%23 ~ -%30 | -%34 | -%25 ~ -%30 | -%30 |
| Talaş Yoğunluğu | >1.1X | 1.3X | ? | ? |
| HVM Başlangıç | H2 2025 | Q2/Q3 2023 | H2 2022 | Q2 2022 |
Genel olarak, TSMC’nin N3’ü tam düğüm performans artışları ve güç tüketiminde azalmalar sunar. Ancak yoğunluk açısından, yeni teknoloji pek etkilemez. Örneğin, TSMC’nin N3E düğümü, önemli bir artış olan N5’e göre 1.3X çip yoğunluğu artışı sunar. Adalet için, TSMC’nin 2022 Teknoloji Sempozyumunda yayınlanan materyallerinde N3E ve N2 üzerindeki transistör yoğunluğunu tanımlamak için biraz dolambaçlı ‘yonga yoğunluğu’ metrikleri kullandığını belirtmeliyiz. Çip yoğunluğu, esasen %50 mantık, %30 SRAM ve %20 analog devrelerden oluşan varsayımsal bir çipi tanımlar. Modern tasarımlar çok SRAM yoğundur, ancak SRAM, analog devreler gibi zar zor ölçeklenir; dolayısıyla, devrelerin %50’sini ölçeklemeyen bir N2 yongası, bir N3E IC’ye kıyasla vasat bir ölçeklenebilirlik gösterecektir. N3’ün transistör yoğunluğu optimize edilmiş bir versiyonu olan N3S ile karşılaştırıldığında, sonuç daha da az etkileyici olabilir.
TSMC, N2’sini mobil SoC’ler, yüksek performanslı CPU’lar ve GPU’lar dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için konumlandırır. N2 platformunun özellikleri arasında (GAA nano-tabaka transistörlerine ve arka güç rayına ek olarak), dünyanın 1 numaralı dökümhanesi ‘yonga entegrasyonundan’ bahsetmektedir, bu da muhtemelen N2 kullanacak birçok uygulamanın aynı zamanda çoklu yonga paketleri kullanacağını ima etmektedir. performansı ve maliyetleri optimize edin.
Bildirildiği gibi, TSMC 2025’in ikinci yarısında N2 düğümünü kullanarak yüksek hacimli çip üretimine başlayacak, bu nedenle çağdaş yarı iletken üretim döngülerinin ne kadar uzun olduğunu göz önünde bulundurarak, ticari 2nm çiplerin yalnızca 2025’in sonlarında veya bunun yerine piyasada ortaya çıkmasını bekleyin. 2026’da. Tabii ki, şimdiden önce ve 2026’da TSMC, çeşitli N3 (3nm sınıfı) düğümleri sunacak, ancak bu farklı bir hikaye.