TSMC обещает 2-кратный рост производительности 3-нм техпроцесса по сравнению с 5-нм
На днях в рамках ISSCC (Международная конференция по твердотельным микросхемам) состоялась презентация TSMC, на которой ведущая полупроводниковая компания мира рассказала о грядущем в следующем году переходе на 3-нм техпроцесс. Вот как на сегодня выглядит динамика развития техпроцесса от TSMC:
| 10 нм (2016) | 7 нм (2018) | 5 нм (2020) | 3 нм (2022) | |
| Рост плотности размещения транзисторов на мм² | 2x | 1.6x | 1.83x | 1.7x |
| Рост тактовой частоты, или | +15% | +20% | +13% (+15%)1 | +11% |
| Снижение энергопотребления | -35% | -40% | -21% (-30%)1 | -27% |
| Прирост производительности на 1 Вт | 2.07x | 1.89x |
1 По данным сайта TSMC
Как видим, в следующем году эта динамика несколько замедлится, но тем не менее рост производительности окажется почти 2-кратным. TSMC заявляет, что рассчитывает примерно на такую цифру — во всяком случае в отношении графических ускорителей.
Если прежде ключевую роль в уплотнении транзисторов играли шаг затвора (т.е. расстояние между соседними затворами, CPP) и шаг межсоединения (MMP), то сейчас в этом процессе участвуют не только техпроцесс, но и архитектура (Design Technology Co-optimization, DTCO). В частности, речь идет об однослойном диффузионном барьере, сокращении числа ребер за счет наращивания их высоты, и размещении контакта поверх активного затвора (COAG). Как сообщается в первом выпуске (2018) журнала «Экспресс-информация по зарубежной электронной технике», если согласно традиционному подходу сквозное отверстие для контакта располагается поверх изолированной области, то в рамках COAG-подхода оно размещается непосредственно поверх затвора. Такой подход требует второго слоя останова травления и наращивания общей сложности, но позволяет на 10% уменьшить занимаемую площадь.
На презентации также упоминались планы по использованию в будущем новых наноматериалов — в частности, однокристального гексагонального нитрида бора и углеродных нанотрубок.
За 2020 год выручка TSMC составила $ 45.5 млрд, расходы на R&D (НИОКР) — $3.7 млрд, а её чистая прибыль — $ 17.6 млрд. Финансовые резервы компании на конец прошлого года перевалили за $29 млрд. На сегодня тайваньская TSMC — самая передовая полупроводниковая компания мира, которая по темпам и качеству освоения новых тепроцессов все последние годы стабильно опережает южнокорейскую Samsung и американскую Intel.