TSMC начнёт выпуск 2-нм процессоров в этом году

N2: Готовность к массовому производству во второй половине 2025 г.

N2 — это совершенно новая технология процесса компании, которая позволит реализовать то, что TSMC называет «улучшениями полного узла», включающими повышение производительности на 10–15%, снижение энергопотребления на 25–30% и увеличение плотности транзисторов на 15% по сравнению с N3E. TSMC утверждает, что производительность транзисторов N2 близка к целевым показателям, а блоки SRAM объемом 256 Мб достигают среднего выхода годных более 90%, что свидетельствует о высокой зрелости процесса по мере того, как N2 движется к увеличению объемов производства.

Изображение: TSMC

Как отмечено выше, N2 станет первым узлом TSMC, использующим транзисторы GAA nanosheet, которые обещают повышенную производительность и меньшую утечку, поскольку затвор охватывает канал на 360 градусов — который в случае N2 имеет форму нескольких горизонтальных нанолистов. Такая структура позволяет максимизировать электростатический контроль над каналом и, следовательно, минимизировать размер транзистора без ущерба для производительности или мощности, что позволяет увеличить плотность транзисторов.

Кроме того, процесс N2 включает в себя конденсаторы сверхвысокой производительности металл-изолятор-металл (SHPMIM) в схему питания транзистора для повышения стабильности и производительности питания. Эти новые конденсаторы обеспечивают более чем вдвое большую плотность емкости по сравнению с предыдущей конструкцией компании сверхвысокой плотности металл-изолятор-металл (SHDMIM) и достигают 50% снижения как сопротивления слоя (Rs), так и сопротивления переходного отверстия (Rc) по сравнению с предыдущим поколением, что должно оказать ощутимое влияние на производительность и энергопотребление.

Рекламируемые улучшения PPA новых технологических процессов TSMC

*Плотность кристалла, опубликованная TSMC, отражает «смешанную» плотность кристалла, состоящую из 50% логики, 30% SRAM и 20% аналоговой памяти.
**В том же районе.
***С той же скоростью.

Этот процесс изготовления планируется запустить в массовое производство во второй половине этого года, что позволит выпустить в следующем году множество продуктов, включая процессоры AMD EPYC «Venice» следующего поколения для центров обработки данных, а также различные клиентоориентированные процессоры, такие как однокристальные системы Apple 2025 года для смартфонов, планшетов и ПК.

Изображение: TSMC

TSMC заявляет, что ее узел процесса N2 переживает значительно более быстрое принятие клиентами, чем его предшественники, при этом количество новых лент-аутов (NTO) в первый год уже удвоилось по сравнению с N5 на том же этапе. Этот импульс продолжает нарастать, поскольку NTO второго года для N2 достигли примерно в четыре раза большего количества, чем для N5, что свидетельствует о сильном интересе рынка и ранней проектной активности.

В то время как мобильные продукты остаются ведущими пользователями N2, TSMC утверждает, что клиенты HPC и AI ускоряют использование узла, движимые потребностью в большей энергоэффективности. Это раннее вовлечение традиционно более поздних сегментов (см. пример AMD Venice) подчеркивает привлекательность N2 в более широком спектре приложений по сравнению с предыдущими поколениями.

N2P и A16: Срок выполнения: вторая половина 2026 г.

В отличие от Intel 18A (класс 1,8 нм), N2 от TSMC не поддерживает заднюю сеть подачи питания; однако TSMC утверждает, что новый узел по-прежнему обеспечивает ощутимые преимущества даже без нее. В случае узлов TSMC BSPDN — называемый Super Power Rail (SPR) — поставляется с процессом изготовления A16. Литейное производство использует самый сложный и дорогой, но и самый эффективный подход к задней подаче питания, который включает прямое подключение задней сети питания к источнику и стоку каждого транзистора. Это контрастирует с подходом Intel 18A, который подключает BSPDN к ячейке или контакту транзистора, более дешевый, но, предположительно, менее эффективный метод.

Изображение: TSMC

Поскольку технология SPR backside power delivery от TSMC является дорогостоящей в производстве, TSMC продолжит предлагать узлы без SPR в будущем. Одной из таких технологических технологий является N2P, которая является версией N2 с улучшенной производительностью с традиционной сетью подачи питания, которая обещает предложить на 5–10% более высокую производительность и на 5–10% более низкую мощность по сравнению с N2.

Фактически, в значительной степени, A16 — это N2P с задней подачей питания, согласно TSMC, что позволит разработчикам микросхем повторно использовать IP для разных продуктов. Для клиентских приложений, которым не нужна плотная сеть питания, N2P может быть оптимальным решением, особенно с точки зрения стоимости. Для тех, кому требуется плотная задняя подача питания, TSMC предложит A16.

N2P и A16 планируют достичь рубежа по объему производства во второй половине года, поэтому ожидается, что реальные продукты появятся на рынке в 2027 году.

В дополнение к N2, N2P и A16, TCMC также предложит N2X, последнюю версию N2, с улучшенной устойчивостью к напряжению для обеспечения максимальной тактовой частоты, хотя и за счет повышенного энергопотребления. Этот узел будет особенно полезен для высокопроизводительных клиентских процессоров и некоторых предложений центров обработки данных, которым требуются максимальные гарантии производительности одного потока. Ожидается, что N2X поступит в массовое производство в 2027 году.

Источник: Tomshardware.com