TSMC kertoi prosessi- ja paketointiteknologioidensa edistymisestä: N5P ensi vuonna, N4 ja N3 vuonna 2022

TSMC pitää parhaillaan 26th Technology Symposium -tapahtumaansa, jossa se muun muassa kertoo omista tulevaisuuden suunnitelmistaan. Tapahtumassa on kerrottu lisätietoa muun muassa lähitulevaisuuden prosesseista sekä katsaus kauemmas tulevaisuuteen.

TSMC:n 5 nanometrin N5-valmistusprosessi on siirtynyt jo massatuotantovaiheeseen ja sen odotetaan saapuvan markkinoille ensimmäisenä Applen järjestelmäpiirien mukana. Huawein oli tarkoitus olla toinen N5-prosessin ensimmäisistä käyttäjistä, mutta TSMC on jo ilmoittanut lopettaneensa tilausten vastaanottamisen yhtiöltä ja toimittavansa viimeiset järjestelmäpiirit sille syyskuussa. Toistaiseksi ei ole tietoa, ovatko nuo viimeisen erän järjestelmäpiirit valmistettu N5:llä vai jollain muulla prosessilla.

EUV-litografiaa entistä laajemmin hyödyntävän N5-prosessin kerrotaan tarjoavan 15 % parempaa suorituskykyä samalla kulutuksella tai 30 % pienempää tehonkulutusta samalla suorituskyvyllä, kuin N7-prosessi. Lisäksi se nostaa transistoritiheyttä parhaimmillaan 80 %. Prosessin vikatiheyden kerrotaan pienentyvän nopeammin kuin N7-prosessilla.

N5:n lisäksi yhtiöllä on työn alla ainakin kaksi muuta 5 nanometrin prosessia, N5P ja N4. N5P tulee tuotantoon ensi vuonna ja se tulee tarjoamaan 5 % lisää nopeutta ja 10 % parempaa energiatehokkuutta N5:een verrattuna. N4 tulee parantamaan tästä entisestään ja se on suunnattu helpoksi kehitysaskeleeksi N5-prosessista. Prosessin suorituskykylukemista ei kuitenkaan kerrottu vielä tässä vaiheessa mitään. N4 siirtyy riskituotantoon ensi vuoden lopulla ja massatuotantoon 2022.

Seuraava täysin uuden sukupolven prosessi tulee olemaan 3 nanometrin N3. Yhtiön mukaan sen kehitys sujuu suunnitellusti ja prosessin odotetaan tarjoavan parhaimmillaan 15 % lisää suorituskykyä tai 30 % pienempää tehonkulutusta N5-prosessiin verrattuna. Transistoritiheys tulee puolestaan paranemaan parhaimmillaan 70 %. Riskituotanto N3-prosessilla on tarkoitus aloittaa ensi vuoden kuluessa ja massatuotantoon sen on tarkoitus päästä N4:n tavoin vuonna 2022.

Paketointiteknologioiden puolella TSMC esitteli 3DFabric-järjestelmän. 3DFabric yhdistää yhteen pakettiin yhtiön System on Integrated Chips (SoIC)-, Chip on Wafer on Substrate- (CoWoS) ja Integrated Fan-Out -teknologiat (InFO). Se mahdollistaa saman paketointiteknologian avulla sekä sirujen pinoamisen päällekkäin että rinnakkain yhdessä paketissa, mikä helpottaa esimerkiksi HBM-muistien, IO-sirujen ja analogisten sirujen kuten radioyksiköiden paketointia yhteen kokonaisuuteen 3D-pinottujen logiikkasirujen kanssa.

Tom’s Hardwaren mukaan TSMC on kertonut tapahtumassa lisäksi viitteitä siitä, mitä on odotettavissa 3 nanometrin N3-prosessin jälkeen. Raportin mukaan TSMC:llä on kehitystyön alla erilaisia nanosheet- ja nanowire-teknologioita, 2D-transistorit sekä uusien materiaalien kuten hiilinanoputkien hyödyntäminen. TSMC:n kerrotaan löytäneen jo useampia potentiaalisia materiaaleja, jotka voisivat sopia piin korvikkeeksi ja mahdollistaisivat skaalautumisen alle yhden nanometrin kanavaleveyksiin.

Lähde: TSMC, Tom’s Hardware