TSMC tiết lộ các kế hoạch đầy tham vọng cho các quy trình 4nm và 3nm

Tại hội nghị chuyên đề trực tuyến đầu tiên của công ty, TSMC đã giới thiệu một loạt các công nghệ mới, bao gồm quy trình N4, dự kiến ​​sẽ được đưa vào trực tuyến vào cuối năm 2021.

Cuối năm nay, Apple, một trong những khách hàng lâu đời nhất và lớn nhất của TSMC, dự kiến ​​sẽ ra mắt bộ vi xử lý 5nm sản xuất hàng loạt quy mô lớn đầu tiên với chip A14 . Cũng có khả năng là khi Apple bắt đầu sản xuất máy Mac đầu tiên bằng silicon của riêng mình, cũng vào cuối năm nay, bộ vi xử lý của họ cũng sẽ dựa trên quy trình 5nm mới của TSMC.

Kết xuất một trong những cơ sở 5nm của TSMC, Fab 18. Hình ảnh được sử dụng với sự cho phép của TSMC

 

Sau đó, thật hợp lý khi TSMC bắt đầu cung cấp thông tin chi tiết về người kế nhiệm cho quy trình N5, N4 và đó là những gì công ty đã làm tại Hội nghị chuyên đề công nghệ hàng năm vào ngày 25 tháng 8 . TSMC cũng cung cấp một số chi tiết về quá trình N3 tiếp theo của nó.

Có gì trên Horizon? 

Trước khi công bố kế hoạch của công ty cho N4, TSMC cho biết rằng có những kế hoạch đang được thực hiện để triển khai một phiên bản nâng cao của nút N5 được gọi là N5P. Phiên bản này sẽ ra mắt vào năm 2021 và theo TSMC, sẽ cung cấp tốc độ tăng khoảng 5% và cải thiện năng lượng 10% so với N5 như hiện tại.

TSMC cho biết N5P sẽ vượt qua tốc độ của N5 thêm 5% và sức mạnh bằng 10%. Hình ảnh được sử dụng với sự cho phép của TSMC

 

Về người kế nhiệm thế hệ N5, TSMC cho biết việc chuyển đổi sang N4 sẽ là một sự “đơn giản” và hoạt động như một phần mở rộng của N5 với một số cải tiến đáng chú ý về sức mạnh, hiệu suất và mật độ. Để hỗ trợ di chuyển, N4 sẽ có thể tận dụng hệ sinh thái thiết kế 5nm. Về mật độ, TSMC hứa rằng nó sẽ có thể giảm phần nào số lượng lớp mặt nạ.

TSMC đã không cung cấp bất kỳ số liệu hoặc hứa hẹn nào cho đến nay về mức tăng hiệu suất, chỉ rằng nó sẽ cung cấp những cải tiến hơn nữa trong các lĩnh vực đã được đề cập để “đáp ứng nhiều nhu cầu về sản phẩm”. TSMC cũng ít nhiều thừa nhận rằng N4 sẽ đi theo hướng của một sự thăng tiến gia tăng hơn là một “bước nhảy vọt của thế hệ.” Điều này sẽ đến với N3. 

Hướng tới N3 vào năm 2022

Theo TSMC, quy trình N3 đang trên đà trở thành công nghệ logic tiên tiến nhất trên thế giới với khả năng tăng hiệu suất lên đến 15%, giảm năng lượng lên đến 30% và mật độ logic tăng lên đến 70% so với N5. Những mức tăng này phù hợp hơn với mức tăng lớn thường thấy với các bước nhảy thế hệ của TSMC, ví dụ, bước nhảy từ N7 đến N5 trong đó mật độ logic tăng 1,8 lần. 

Lịch trình của TSMC cho các dự án R&D lớn. Hình ảnh được sử dụng với sự cho phép của TSMC

 

Bất chấp việc sử dụng nút quy trình 3nm của Samsung sử dụng cấu trúc bóng bán dẫn toàn cổng, TSMC sẽ gắn bó đáng ngạc nhiên với bóng bán dẫn FinFET với N3. Cơ sở lý luận để gắn bó với công nghệ này là khách hàng của TSMC dường như cảm thấy thoải mái với những cải tiến hiệu suất đã hứa có thể thực hiện được nhờ “các tính năng sáng tạo”, điều này sẽ cho phép TSMC đạt được quy mô toàn nút với N3. 

Quy trình N4 dự kiến ​​bắt đầu sản xuất rủi ro vào quý 4 năm 2021, với sản lượng sản xuất lớn vào năm 2022. TSMC đặt mục tiêu bắt đầu chạy N3 ban đầu vào năm 2021 và sản xuất số lượng tiếp theo sớm nhất là vào quý 3 năm 2022.