Bu dev bir düello. Güney Koreli şirket Samsung Electronics ve Tayvanlı şirket TSMC, bu yıl ikinci nesil 3 nanometre (mn) işlemcilerin seri üretimi için yarışıyor. Ve bu uzun mesafeli bir yarış.
Çünkü bu yıl üretilen parçalar yaklaşık iki yıl sonra pazara sunulacak ürünlere güç sağlayacak. Ve birinci nesil 3 nanometre çiplerle donatılmış cihazların yerini almaları gerekiyor. Pazarlaması 2022’de başlayan bir nesil.
Samsung Electronics’e göre ikinci nesil 3 nanometrelik proses, bir GAA (her yönden kapı) süreci, ilk nesle (SF3E) kıyasla daha verimli. Bu performans aynı zamanda Samsung’un önceki 4 nanometre işlemine göre %34 daha yüksek güç verimliliği ve %21 daha küçük mantık alanıyla %22 daha hızlıdır.
Samsung’un ikinci nesil 3 nanometre prosesinin müşterisi olarak küresel bir sunucu şirketiyle anlaşma sağladığı bildiriliyor.
TSMC de seri üretime başlamayı planlıyor ikinci nesil 3 nanometre (N3E) prosesindeki çipler 2024’ün ilk yarısında ve gelişmiş 3 nanometre prosesi (N3P) hakkında 2024’ün ikinci yarısında. Birinci nesil 3 nanometre (N3) prosesinin seri üretimi Aralık 2022’de başladı.
TSMC’ye göre N3 süreci, 5 nanometre (N5) sürecine kıyasla yüzde 10-15 performans artışı ve güç tüketiminde yüzde 25-30 azalma sağlarken, ikinci nesil 3 nanometre (N3E) süreci, performansta %18 artış ve enerji tüketiminde %32 azalma. N3P işlemi, N3E işlemine kıyasla performansta %5’lik bir artış, güç tüketiminde %5 ila 10’luk bir azalma ve çip yoğunluğunda 1,04 kat artış sunar.
TSMC’nin ikinci nesil 3 nanometre prosesindeki müşterileri arasında Apple, MediaTek, AMD, Nvidia ve Qualcomm yer alıyor. N3E süreci kullanılarak üretilen çipler arasında, 2024’ün ikinci yarısında piyasaya sürülecek olan iPhone 16 için bir mobil işlemci (AP) olan Apple A18 Pro yer alıyor.
FinFET ve GAA
3 nanometre işlemi her iki üreticide de Samsung’un GAA olarak bilinen yeni nesil transistör yapısını benimsemesiyle öne çıkıyor.
TSMC mevcut sürecini korudu, FinFET (ince alan etkili transistör).
Geleneksel Finfet yapısıyla karşılaştırıldığında, GAA yapısının minyatürleştirme nedeniyle transistör performansındaki bozulmanın üstesinden geldiği ve veri işleme hızını ve enerji verimliliğini arttırdığı düşünülmektedir. TSMC ise GAA yapısını 2 nanometre sürecini kullanarak ürünlerine uygulamayı planlıyor.
Samsung’un döküm işine aşina bir kaynak, “Samsung’un GAA yapısını erkenden benimsemesi sayesinde, 3 nanometrelik ikinci nesil performansı, birinci nesile göre daha istikrarlı oldu” diyor. “Gelişmiş süreçler sonunda GAA yapılarına geçtikçe Samsung bir avantaja sahip olabilir çünkü teknik bilgiyi ilk elde eden o oldu.”
2024’te dünya çapında 42 yeni dökümhane
Üretim birimi tarafında TSMC, Japon şirketleri Sony ve Denso ile ortak girişim olan JASM sayesinde Japonya’ya büyük yatırım yapıyor.
Ancak küresel yarı iletken üretim kapasitesi bu yıl yıllık %6,4 artışla 31,5 milyon adede çıkacak. Ayrıca dünya çapında yeni fabrikaların sayısının da önemli ölçüde artması bekleniyor. Yarı İletken Ekipman ve Malzeme Enstitüsü’ne (SEMI) göre, bu yıl faaliyete geçen yeni yarı iletken fabrikası sayısının 42’ye ulaşması bekleniyor.
Dünya çapında hizmete giren yeni yarı iletken fabrikalarının sayısı 2022’de 29, geçen yıl ise 11 oldu.
SEMI, “Geçen yıl yarı iletkenlere olan talebin azalması ve stok ayarlamaları nedeniyle yatırımlar daralırken, bu yıl dünya çapındaki teşvik politikalarının etkisiyle yatırımlarda bir artış görüyoruz” dedi ve “yarı iletken tedarik zinciri geliştikçe bu eğilim devam edecek” dedi. Ulusal ve ekonomik güvenlik açısından giderek daha önemli hale geliyor.”
Ülke bazında Çin en aktif olanıdır. Çinli yarı iletken üreticilerinin, bu yıl 18 yeni hattın devreye girmesiyle kapasiteyi yıllık %13 artışla ayda 8,6 milyon parçaya çıkarması bekleniyor. Örneğin ülkenin en büyük dökümhanesi olan SMIC, bu yıl Şanghay ve Tianjin’deki yeni fabrikalarda faaliyete geçecek. Bu iki fabrikaya yapılan yatırım tek başına 16 milyar doları buluyor ancak fabrikalar 28 nanometre (nm) süreçlerin seri üretimine odaklanacak.
Amerika Birleşik Devletleri’nde 4nm
TSMC ve UMC’nin (United Microelectronics Corporation) büyük dökümhanelerine ev sahipliği yapan Tayvan’da da bu yıl beş yeni fabrikanın açılacağı görülecek. Kapasitenin yıllık %4,2 artışla ayda 5,7 milyon adede ulaşması bekleniyor.
Güney Kore’de, yeni bir fabrikanın faaliyete geçmesiyle kapasitenin yıllık %5,4 artarak ayda 5,1 milyon gofrete ulaşması bekleniyor. SEMI’nin raporunda açıklanan yeni fabrika, SK Hynix’in 3D modüller üretmek üzere inşaatına 2022’de başlanan Cheongchu “M15X”idir.
Altı yeni fabrikanın hizmete girmesi sayesinde ABD’nin kapasitesinin yıllık %6 artışla ayda 3,1 milyon adede çıkması bekleniyor. Bu üretim diğer ülkelere göre hacim olarak minimal görünse de Amerika Birleşik Devletleri’nde Samsung Electronics, TSMC ve Intel gibi büyük şirketler ileri süreçlere yatırım yapıyor.
Samsung Electronics’in bu yılın ikinci yarısında Taylor City’deki yeni dökümhane tesisinde 4 nanometrelik prosesinin üretimine başlayacağı dikkat çekiyor.
2nm ve ötesine doğru
Kaynak, “Samsung ikinci nesil 3 nanometre prosesinin verimini artırırsa, ‘karşı koyma’ ve TSMC’ye meydan okuma fırsatına sahip olacak” diye ekledi.
Bu arada Samsung Electronics ve TSMC, gelecek yıldan itibaren 2 nanometre sürecine dayalı çiplerin seri üretimini hedefliyor.
Samsung, 2 nanometre (SF2) işlemini 2025’te mobil uygulamalara, ardından 2026’da yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) uygulamalarına ve 2027’de otomotiv uygulamalarına yönelik olarak seri üretmeyi planlıyor.
1,4 nanometrelik sürecin 2027 yılında seri üretimine geçmesi bekleniyor.
TSMC gelecek yıl 2 nanometre (N2) sürecini tanıtacak ve 2026’da N2P ve N2X 2 nanometre süreçlerini geliştirecek.
Intel aynı zamanda minyatürleştirme kervanına da girdi ve Intel Process 20A’nın (2 nanometre) bu yılın ikinci yarısında ve Intel Process 18A’nın (1,8 nanometre) gelecek yıl toplu üretimini planlıyor.
Kaynak : “ZDNet Kore”