TSMC представила дорожную карту до 2028 года: производительность процессоров вырастет на 80% за 10 лет

Компания TSMC, являющаяся лидером в области полупроводникового производства, представила обновлённую дорожную карту развития своих технологических процессов. Планы корпорации простираются до 2028 года, когда ожидается выход 1.4-нанометрового процесса A14.

На Форуме экосистемы открытых инноваций TSMC обнародовала логическую дорожную карту на ближайшие годы. В качестве отправной точки взят 2025 год, когда массово производятся 3-нанометровые техпроцессы FinFET, включая N3, N3E, N3P, N3X и N3C.

Переломным моментом станет переход на 2-нанометровый узел, в котором начнёт применяться транзисторная структура Nanosheet — конкретная реализация транзистора GAA. Первым массовым процессом здесь станет N2, который, как подтверждено, будет использоваться в процессорах AMD архитектуры Zen 6 для серверов EPYC, выход которых намечен на следующий год. В дальнейшем появятся и другие варианты — N2P и N2X.

Особый интерес представляет процесс A16 SPR, где SPR обозначает технологию питания с обратной стороны кристалла Super Power Rail. Сообщается, что решение TSMC существенно отличается от аналогичной технологии Intel PowerVia и является более продвинутым, однако точное сравнение их эффективности станет возможным только после начала массового производства.

Изначально A16 SPR планировался как основной 2-нанометровый процесс, но в ходе разработки планы были скорректированы. В отличие от Samsung и Intel, которые внедряют GAA и технологию питания с обратной стороны одновременно, TSMC решила разнести эти ключевые инновации по разным поколениям техпроцессов.

Ключевым обновлением станет узел A14, запланированный на 2028 год. В нём впервые будут интегрированы и структура транзисторов GAA, и технология питания с обратной стороны, что обещает существенный прирост как производительности, так и энергоэффективности.

Публикация этой дорожной карты — это сигнал индустрии и клиентам TSMC о том, что компания сохраняет способность ежегодно обновлять свои технологии, гарантируя стабильный прогресс.

Если взять за точку отсчёта 7-нанометровый процесс N7 2018 года, то каждое новое поколение техпроцесса обеспечивало прирост производительности на 15–18% при том же энергопотреблении. При этом для достижения той же производительности энергопотребление от N7 к N3 снижалось более чем на треть с каждым шагом, а в будущем, от N3 к A14, сокращение составит около четверти на каждом узле.

Согласно данным TSMC, процесс A14 по сравнению с N7 обеспечит увеличение производительности на 83% при том же энергопотреблении, а энергоэффективность вырастет в 3.2 раза.

Таким образом, за десятилетие с 2018 по 2028 год производительность чипов благодаря прогрессу в технологических процессах вырастет примерно на 80%. Хотя этот показатель может показаться скромным на фоне легендарного «закона Мура», который, как признаёт индустрия, начал замедляться ещё после 28-нанометрового узла, достижение 80% роста за 10 лет в современных условиях — это значительный успех.

Для сравнения: в 2018 году флагманский процессор Apple A12 на процессе N7 работал на частотах до 2.5 ГГц и содержал 6.9 млрд транзисторов. Современный чип A18 Pro уже достиг частоты 4 ГГц и сложности в 20 млрд транзисторов. Ожидается, что к моменту выхода процесса A14 появятся процессоры с частотами около 5 ГГц и содержащие порядка 30 млрд транзисторов.

Интересный факт: TSMC является крупнейшим в мире контрактным производителем полупроводников и обеспечивает чипами таких гигантов, как Apple, NVIDIA, AMD и Qualcomm. Дальнейшее развитие технологий до 1.4 нм и ниже потребует не только новых материалов, но и, вероятно, перехода к новым архитектурам, таким как компоновка чипов (Chiplet), что позволит и дальше наращивать вычислительную мощность.