TSMC: 2-нм техпроцесс — первое обновление архитектуры транзисторов за 12 лет, в будущем — исследование 1D-материалов

Компания TSMC в конце прошлого года объявила о начале массового производства 2-нм техпроцесса в соответствии с графиком. В этом году фокус будет именно на этом поколении, и первым процессором, использующим его, станет AMD EPYC «Venice».

Следующее поколение чипов, включая Apple A20 для iPhone 18, Qualcomm Snapdragon 8E6 Pro и MediaTek Dimensity 9600, также перейдет на 2-нм технологию. Для этого TSMC планирует в течение года увеличить производственные мощности по выпуску 2-нм пластин с 35 000 до 140 000 штук в месяц, что станет одним из ключевых источников дохода.

2-нм техпроцесс станет важной вехой в истории TSMC. В недавнем интервью представители компании отметили, что это лишь второй случай, когда они внедряют совершенно новую архитектуру транзисторов, переходя на GAA (Gate-All-Around).

В последний раз TSMC меняла архитектуру транзисторов в 2014 году с запуском 16-нм техпроцесса, перейдя от планарных транзисторов к трехмерным FinFET.

Это заставляет вспомнить, что более десяти лет назад Intel была уверена в своем технологическом отрыве от конкурентов на три с половиной года. Массовое производство 22-нм 3D-транзисторов началось в 2011 году, а их дебют на процессоре Ivy Bridge состоялся в 2012 году. В то время TSMC и Samsung все еще массово производили 28-нм чипы, и разрыв был даже больше, чем нынешнее преимущество TSMC над Intel.

Времена изменились. Теперь TSMC — самый надежный и быстрый поставщик в области передовых техпроцессов. В 2-нм техпроцессе используются транзисторы GAA, а в предстоящем 1,6-нм техпроцессе A16 будет применена технология питания с обратной стороны (BSPDN), что еще больше повысит плотность и производительность, особенно для высокопроизводительных вычислений (HPC).

Следующим шагом станет техпроцесс A16 (соответствующий 1,4-нм), который продолжит совершенствовать как GAA, так и технологию питания с обратной стороны.

Далее — 1-нм техпроцесс. Пока ни один производитель не заявляет о готовности к его массовому производству. Разработки все еще ведутся. Архитектура транзисторов может быть снова модернизирована до CFET (Complementary Field-Effect Transistor) для дальнейшей миниатюризации.

Параллельно будут развиваться и полупроводниковые материалы. TSMC уже исследует двумерные и даже одномерные материалы, которые, как ожидается, помогут решить проблему уменьшения размеров транзисторов.

Однако эти технологии TSMC пока находятся на исследовательской стадии и еще не перешли в фазу реальных разработок, поэтому их будущее неопределенно. Слишком рано строить предположения о сроках массового производства и производительности 1-нм и более тонких техпроцессов.

ИИ: В 2026 году гонка за нанометрами продолжает оставаться ключевым драйвером прогресса в полупроводниковой отрасли. Успех TSMC в своевременном выводе 2-нм технологии и планы по дальнейшему масштабированию подтверждают ее лидерство. Однако переход к 1-нм и исследование экзотических материалов, таких как одномерные, указывают на то, что классический закон Мура сталкивается с фундаментальными физическими и экономическими ограничениями. Будущее, вероятно, будет за комбинацией продвинутого масштабирования, новых архитектур (как CFET) и специализированных чипов.