نقشه راه ۵ ساله TSMC اعلام شد؛ مسیر تولید تراشه‌های پیشرفته موبایل و هوش مصنوعی

شرکت TSMC در سمپوزیوم فناوری آمریکای شمالی ۲۰۲۶ که روز چهارشنبه برگزار شد، نقشه راه فناوری ساخت خود را تا سال ۲۰۲۹ به طور کامل معرفی کرد.

در گزارش‌های منتشرشده، از مواردی مانند فرایندهای ساخت ۱.۲ و ۱.۳ نانومتری با نام‌های A12 و A13، معرفی یک نسخه جدید و غیرمنتظره از خانواده N2 به نام N2U و همچنین عدم وجود برنامه‌ای برای استفاده از لیتوگرافی پیشرفته High-NA EUV برای هیچ‌کدام از گره‌های تولیدی تا سال ۲۰۲۹ به‌عنوان مهم‌ترین نکات نقشه راه TSMC یاد شده است.

«کوین ژانگ»، معاون ارشد توسعه کسب‌وکار و فروش جهانی و معاون مدیر ارشد اجرایی TSMC گفته است:

«سال گذشته ما A14 را به عنوان پیشرفته‌ترین فناوری نسل دوم خود معرفی کردیم که برای تولید در سال ۲۰۲۸ برنامه‌ریزی شده است. امسال ما مشتقات A14 از جمله A13 و A12 را معرفی می‌کنیم که هر دو برای تولید در سال ۲۰۲۹ برنامه‌ریزی شده‌اند. A13 یک بهبود تدریجی بر پایه A14 است که مساحت آن حدود ۶ درصد کاهش یافته و همچنان با قوانین طراحی و مشخصات الکتریکی سازگاری دارد و به مشتریان اجازه می‌دهد با حداقل طراحی مجدد از مزایای آن بهره‌مند شوند.»

تغییر استراتژی TSMC با توجه به رشد هوش مصنوعی

در طول تاریخ، بخش عمده درآمد TSMC از صنعت گوشی‌های هوشمند به دست آمده، اما اخیراً بازار هوش مصنوعی و محاسبات با کارایی بالا (HPC) رشد زیادی داشته است. این تغییر به وضوح در برنامه‌های TSMC نیز دیده می‌شود، به‌طوری که در نقشه راه آن به یک استراتژی دوشاخه اشاره شده که در آن فناوری براساس نیازهای بازار تقسیم بندی شده است.

به بیان ساده‌تر، TSMC در استراتژی جدید خود، هر سال یک گره (node) جدید برای مشتریان ارائه خواهد کرد و هر دو سال یک گره جدید برای کاربردهای سنگین هوش مصنوعی و HPC در اختیار مشتریان قرار می‌دهد.

در این استراتژی، فرایندهایی مانند N2 ،N2P ،N2U ،A14 و A13 برای گوشی‌های هوشمند و دستگاه‌های مشتریان در دسترس خواهند بود. در این حوزه‌ها، هزینه، بهره‌وری انرژی و قابلیت استفاده مجدد از IP اهمیت زیادی دارد و سازگاری بالای طراحی یک مزیت بزرگ محسوب می‌شود.

از سوی دیگر، گره‌هایی مانند A16 و A12 که برای کاربردهای هوش مصنوعی و HPC هدف‌گذاری شده‌اند، باید بهبودهای عملکردی چشمگیری داشته باشند تا ارتقا به فناوری‌های جدیدتر را توجیه کنند و هزینه در اولویت پایین‌تری قرار دارد. این گره‌ها از فناوری Super Power Rail (SPR) برای انتقال توان استفاده می‌کنند تا محدودیت‌های مربوط به یکپارچگی توان و تحویل جریان را در بارهای کاری مراکز داده هوش مصنوعی و HPC برطرف کنند.

گره‌های جدید A13 و N2U برای کاربردهای مشتریان

A13 به‌عنوان نسخه‌ای از A14 معرفی شده که ابعاد کلی آن با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته لیتوگرافی (نوری) کاهش پیدا کرده (به این تکنیک «کوچک‌سازی نوری» گفته می‌شود) تا با حداقل اختلال در طراحی، کارایی بیشتری داشته باشد. TSMC می‌گوید تراکم ترانزیستور در این فناوری حدود ۶ درصد افزایش یافته است. انتظار می‌رود A13 در سال ۲۰۲۹ وارد مرحله تولید شود.

درهمین‌حال، A14 نیز قرار است در زمینه مصرف انرژی، عملکرد و تراکم بهبود زیادی داشته باشد و طراحان تراشه و IP برای استفاده از این مزایای باید از ابزارها، IPها و روش‌های کاملاً جدیدی استفاده کنند.

TSMC علاوه بر ارائه گره کاملاً جدید A14 به مشتریان خود در سال ۲۰۲۸، قصد دارد یک گزینه ارزان‌قیمت با نام N2U برای بهبود طراحی‌های مبتنی بر N2 نیز ارائه کند. N2U همانطور که گفتیم خانواده جدیدی از گره‌های N2 است که حدود ۳ تا ۴ درصد کارایی بالاتری دارد.

ژانگ در ادامه گفته است:

«ما با N2U همچنان به توسعه پلتفرم ۲ نانومتری خود ادامه می‌دهیم که بهبودهای بیشتری در کارایی، مصرف انرژی و تراکم از طریق بهینه‌سازی مشترک فناوری و طراحی فراهم می‌کند.»

دستیابی به حداکثر کارایی با گره‌های A16 و A12

درحالی‌که انتظار می‌رود گره N2 هم برای کاربردهای مشتریان و هم مراکز داده مورد استفاده قرار گیرد، این شرکت فناوری A16 را به‌طور خاص برای مراکز داده با کارایی بالا طراحی می‌کند. اساساً A16 همان N2P به همراه فناوری Super Power Rail (انتقال توان از پشت تراشه) خواهد بود که مزایای قابل توجهی در توان مصرفی، عملکرد و تراکم ترانزیستور ارائه می‌کند. البته هزینه بالاتری هم دارد.

نکته قابل توجه اینکه TSMC اکنون A16 را به عنوان یک فناوری مربوط به سال ۲۰۲۷ معرفی کرده است درحالی که قبلاً برای سال ۲۰۲۶ اعلام شده بود.

A16 در نهایت جای خود را به A12 خواهد داد که قرار است در سال ۲۰۲۹ از راه برسد. هرچند TSMC درباره A12 آماری ارائه نکرده، اما انتظار می‌رود همان مزایایی را ارائه کند که A16 ارائه کرده بود.