TSMC: proces 1,6 nm będzie gotowy do produkcji pod koniec 2026 roku

Tajwański gigant produkcji półprzewodników TSMC zaprezentował swoje plany na przyszłość podczas konferencji Global Innovation Platform (OIP) 2024, która odbyła się w Amsterdamie. Wśród kluczowych tematów znalazły się wpływ sztucznej inteligencji na projektowanie układów scalonych oraz szczegółowy harmonogram wdrażania nowych procesów technologicznych.

Układy A16 i technologiczna rewolucja

Najwięcej uwagi podczas konferencji poświęcono zapowiedzianemu już wcześniej procesowi technologicznemu A16, którego premiera ma nastąpić pod koniec 2026 roku. Produkty oparte na tej technologii trafią na rynek, przede wszystkim w sektorze centrów danych, na początku 2027 roku. Układy A16 to krok milowy dla TSMC, ponieważ wprowadza nową technologię zasilania od tylnej strony układu (tzw. backside power delivery), znaną jako Super Power Rail. Rozwiązanie to ma zrewolucjonizować sposób dostarczania energii do tranzystorów, poprawiając zarówno ich wydajność, jak i efektywność energetyczną. Nowa technologia ma stanowić odpowiedź na konkurencyjną architekturę PowerVia firmy Intel.

TSMC twierdz, że nie ma żadnych opóźnień. Proces produkcyjny A16 (1,6 nm) będzie dostępny pod koniec 2026 r. 

Podczas gdy ogólnie rzecz biorąc, backside power delivery umożliwia wyższą wydajność i lepszą efektywność energetyczną, „nie ma nic za darmo”, jak zauważył Ken Wang, dyrektor ds. eksploracji rozwiązań projektowych w TSMC. Dostarczanie zasilania z tyłu również powoduje problemy termiczne, które należy złagodzić. Na razie technlogia ta w obecnej implementacji najlepiej pasuje do procesorów AI klasy centrów danych, segmentu rynku, do którego TSMC celuje na razie swoim A16.

A16 bazuje na tranzystorach nanosheet gate-around (GAA), które umożliwiają zwiększenie gęstości układów i ich wydajności. Choć TSMC wprowadza GAA już w procesach 2 nm (N2P i N2X), technologię Super Power Rail zdecydowano się wdrożyć wyłącznie w A16.

TSMC przewiduje rozpoczęcie masowej produkcji chipów w procesach N2P, N2X i A16 w 2026 roku. Z kolei wcześniejsze procesy 2 nm, takie jak N2, oraz technologie 3 nm (N3P i N3X) mają być dostępne już w 2025 roku. Warto zaznaczyć, że choć procesy 2 nm również bazują na tranzystorach GAA, to nie wykorzystują one technologii Super Power Rail.

Początkowo produkcja chipów 2 nm i 1,6 nm będzie odbywać się na Tajwanie, zgodnie z obowiązującymi tam regulacjami prawnymi, które wymagają, aby najnowocześniejsze technologie pozostały w kraju. TSMC prowadzi jednak intensywne inwestycje w swoje fabryki w Stanach Zjednoczonych, co pozwoli na stopniowe rozszerzenie produkcji na rynek amerykański.