Kuzey Amerika Teknoloji Sempozyumu 2024’te TSMC, yenilikçi NanoFlex teknolojisi de dahil olmak üzere 2 nm teknoloji düğümlerine yönelik ilerlemesini ve planlarını ayrıntılı olarak anlattı. Tıpkı TSMC’nin planladığı gibi şirket, 2025’in ikinci yarısında N2 proses teknolojisinde seri yonga üretimine başlayacak. Bu arada, şirketin 2. Nesil 2nm sınıfı düğümü olan TSMC’nin N2P’si, arka tarafta bir güç dağıtım ağı sunmayacak. Ancak 2nm düğümler, 3nm işlemlerle karşılaştırıldığında hala gelişmiş güç devrelerine sahip olacak.
TSMC’nin yakında çıkacak N2 üretim teknolojisi, mevcut N3E üretim süreçlerine göre önemli ilerlemeler vaat ediyor; beklenen %10 ila %15 performans artışı ve güç tüketiminde %25 ila %30 azalma. Ek olarak, N2 düğümüne geçişin çip yoğunluğunu yaklaşık 1,15 kat arttırması öngörülüyor; bu da önemli bir gelişme. Toplamda, TSMC’nin N2 ailesinin en az üç düğüm içermesi bekleniyor: vanilya N2, performansı geliştirilmiş N2P ve HPC odaklı N2X.
TSMC’nin N2 proses teknolojilerinin tamamı, yonga üreticilerinin performansı artırmak için kanal genişliğini artırmasına veya güç tüketimini azaltmak için azaltmasına olanak tanıyan her yönüyle geçit (GAA) nano tabaka transistörlerine dayanacak. Bu, hem çip tasarımcılarına hem de fabrikalara oldukça fazla esneklik sağlıyor ancak TSMC, N2 ailesi ve NanoFlex teknolojisiyle bir adım daha ileri gidiyor.
NanoFlex, çip tasarımcılarının çeşitli kitaplıklardan (yüksek performans, düşük güç, yüksek yoğunluk) standart hücreleri aynı blok içinde karıştırıp eşleştirmesine olanak tanıyarak çip performansını, gücü ve alan özelliklerini optimize eder. TSMC’nin N3 üretim düğümleri halihazırda FinFlex teknolojisini destekleyerek benzer yetenekler sağlıyor ancak bariz nedenlerden dolayı GAA nano tabaka transistörlerinde işler çok farklı çalışıyor. TSMC, özel tasarımlarla %15’e kadar daha yüksek performans bekleyebileceğimizi söylüyor ancak bu elbette en iyi senaryo.
Ancak TSMC, N2P üretim teknolojisinin bazı özelliklerini revize etti. Önceki duyuruların aksine N2P, arka tarafta bir güç dağıtım ağı içermeyecek, bunun yerine geleneksel güç dağıtım mekanizmalarını tercih edecek. Bu karar, bu tür gelişmiş güç dağıtımının, özellikle A16 ve A14 olmak üzere gelecek nesil düğümlere entegrasyonunu yönlendiriyor.
N2 düğümündeki bir diğer önemli gelişme, süper yüksek performanslı metal-yalıtkan-metal (SHPMIM) kapasitörünün entegrasyonudur. Bu yeni kapasitör, birkaç yıl önce tanıtılan süper yüksek yoğunluklu metal-yalıtkan-metal (SHDMIM) kapasitör ile karşılaştırıldığında, kapasite yoğunluğunun iki katından fazlasına sahiptir ve hem tabaka hem de yol direncini %50 oranında azaltır. SHPMIM’in kullanıma sunulması, güç dağıtımının kararlılığını büyük ölçüde artıracak, bu da performansı ve güç tüketimini optimize edecektir.
Genel olarak TSMC’nin N2’si yolunda gidiyor ve A16’nın N2P ile birlikte var olmasıyla şirketin önümüzdeki yıllarda oldukça rekabetçi birçok teklifi olacak.
