TSMC Perşembe günü düzenlenen Güney Tayvan Bilim Parkı’ndaki (STSP) Fab 18’de bir “Hacimli Üretim ve Kapasite Genişletme Töreni”. Fab 18, N3 (3nm sınıfı) proses teknolojisi kullanılarak yonga üretiminin gerçekleştiği yerdir. Dökümhane, toplu olarak ürettiği 3nm yongaların verimlerinin iyi olduğunu ve N3 teknolojileri ailesinin müşterilerine uzun yıllar hizmet edeceğini söylüyor.
HVM’de N3
TSMC’nin Eylül başında N3 üretim sürecinde yüksek hacimli üretimi (HVM) başlattığı bildirildi. Şimdiye kadar ilk yonga partisi üretilmiş ve test edilmiştir, bu nedenle toplu üretimle ilgili resmi duyuru genellikle dökümhanenin 3nm sınıfı işleminin seri üretim için iyi olduğunu ve üzerinde yapılan yongaların ‘iyi’ verim verdiğini göstermek için tasarlanmıştır. TSMC için N3, dökümhanenin FinFET transistörlerine dayalı son genel amaçlı düğümü ve müşterilerine en az 10 yıl hizmet verecek bir düğüm olacağı için çok önemli bir süreç teknolojileri ailesidir. Aslında TSMC, N3 ve haleflerinin HVM’nin ‘beş yıl içinde piyasa değeri 1,5 trilyon dolar olan ürünler’ oluşturmak için kullanılacağını söylüyor.
TSMC’nin N5 üretim teknolojisiyle karşılaştırıldığında, şirketin N3 üretim düğümü, %10 ila %15 performans artışı sağlamayı (aynı güç ve transistör sayısında), güç tüketimini %25 – %30 oranında azaltmayı (aynı frekans ve karmaşıklıkta) vaat ediyor. ve mantık yoğunluğunu yaklaşık 1,6 kat artırın. Bu arada, N3, N5’in 0,021 µm^² SRAM bit hücresine kıyasla yalnızca ~%5 daha küçük olan 0,0199 µm^²’lik bir SRAM bit hücresi boyutuna sahip olduğu için herhangi bir SRAM ölçeklendirmesi sunmaz.
| Başlık Hücresi – Sütun 0 | N3E’ye karşı N5 | N3 ve N5 |
|---|---|---|
| Aynı Güçte Hız İyileştirme | +%18 | +%10 ~ %15 |
| Aynı Hızda Güç Azaltma | -34% | -25% ~ -30% |
| Mantık Yoğunluğu | 1,7x | 1,6x |
| HVM Başlatma | Q2/Q3 2023 | H2 2022 |
Bu arada, TSMC’nin 3nm sınıfı fabrikasyon süreçlerinin ilk yinelemesinin – N3B olarak da bilinen N3’ün – erken benimseyenler tarafından yalnızca belirli uygulamalar için kullanılması bekleniyor, çünkü bildirildiğine göre oldukça dar bir işlem penceresi var. Bu, belirli tasarımlar için daha düşük verime dönüşebilir. Aslında, basında çıkan haberlere göre TSMC’nin müşterilerinin çoğu, SRAM ölçekleme (yani, daha düşük transistör yoğunluğu) pahasına, süreç penceresini iyileştiren, performansı artıran ve güç tüketimini daha da azaltan N3E üretim teknolojisi için sıraya giriyor. Görünüşe göre N3E, N5’ten çok az değişiklikle veya hiç değişiklik olmadan 0.021 µm^² SRAM bit hücresine sahiptir. Bu, yoğun SRAM tasarımları (CPU’ların, GPU’ların ve SoC’lerin büyük çoğunluğu) için daha yüksek kalıp boyutları anlamına gelir.
Bu arada N3, çip tasarımcılarına kalıp boyutlarını ve çiplerinin performans/güç tüketimini optimize etmenin güçlü bir yolu olan FinFlex’i sunuyor. FinFlex, geliştiricilerin performansı, güç tüketimini ve alanı doğru bir şekilde optimize etmek için tek bir blokta farklı standart hücre türlerini karıştırmasına ve eşleştirmesine izin verir; bu, özellikle hem transistör performansından hem de transistör yoğunluğu.
Sonunda TSMC, N3 ailesine daha fazla düğüm eklemeyi planlıyor. İşlemin en yeni sürümleri, gelişmiş performans vaat eden N3P, transistör yoğunluğunu artırmak için tasarlanmış N3S ve gelişmiş voltajların yanı sıra CPU gibi uygulamalar için daha fazla performans optimizasyonu sağlayan N3X’i içerir.
Müşteriler Yüksek Maliyetlere Rağmen N3 İçin Sıraya Giriyor
Bir söylentiye göre, AMD, Apple, Broadcom, Intel, MediaTek, Nvidia ve Qualcomm dahil olmak üzere TSMC’nin en önemli müşterilerinin neredeyse tamamı TSMC’nin N3 düğümlerini kullanmakla ilgileniyor, ancak bu çip tasarımcılarının her birinin ne zaman atladığını söylemek zor. dökümhanenin 3nm çoğunluğu ve hangi ürünlerle birlikte olduğu. Apple’ın birinci sınıf SoC’lerinden biri için TSMC’nin N3’ünü benimseyen ilk müşterilerden biri olması bekleniyor, ancak bunun hangi SoC olduğu hakkında hiçbir fikrimiz yok. Bu arada AMD, 2024’te çıkacak olan bazı Zen 5 tabanlı ürünleri için N3’ü benimsemeyi planlıyor, oysa Nvidia muhtemelen aynı zaman diliminde yeni nesil Blackwell mimarisi tabanlı GPU’ları için N3’ü kullanacak.
Ancak TSMC’nin N3’ünün kullanımı ucuz olmayacak. Bazı raporlar, sözleşmeli çip üreticisinin, 3nm sınıfı teknolojisi kullanılarak işlenen gofret başına 20.000 $’a kadar ücret alabileceğini söylüyor. TSMC’nin fiyatlandırması elbette hacimler, tasarımlar ve spesifikasyonlar gibi birçok faktöre bağlıdır, bu nedenle sayıyı biraz şüpheyle alın.
Bu arada, yüksek alıntılar, fabrikasyon olmayan çip tasarımcılarının kanıtlanmış bir fabrikasyon teknolojisini kullanarak daha yaygın cihazlar üretirken TSMC’nin önde gelen düğümlerini birinci sınıf ürünler için ayırmayı tercih edebilecekleri anlamına gelir. Örneğin Apple, TSMC’nin N4 (4nm sınıfı) üretim sürecini yalnızca amiral gemisi iPhone 16 Pro’ya güç sağlayan A16 Bionic için kullanıyor. Buna karşılık, şirketin Pro olmayan iPhone 14’ü, TSMC’nin N5P teknolojisi üzerinde yapılan 2021’den itibaren A15 SoC’ye güvenmeye devam ediyor.
Fab 18 Faz 8
TSMC, N3 proses teknolojisinin HVM’ye girdiğini duyurmanın yanı sıra, Fab 18 faz 8 binasının tepe törenini de düzenledi. Şirket, N5 ve N3 üretim düğümlerinde en gelişmiş çiplerini yapmak için Fab 18’i kullanıyor. Fab 18 aşama 8, üretim araçlarıyla donatıldığında, TSMC’nin kapasitesini önemli ölçüde artıracaktır. Öncü üretim süreçleri.