ד"ר קווין ז'אנג, סגן נשיא בכיר לפיתוח עסקי של TSMC הציג את תוכניות הפיתוח בכנס הטכנולוגיה של TSMC באמסטרדם . אחד החידושים המעניינים – סליל כוח אחורי, כלומר העברת מערכת הכוח לצד השני של הפרוסה וכך לאפשר ייעול צריכת החשמל ופינוי מקום נוסף בצד הראשי
שוק המוליכים למחצה העולמי צפוי להתקרב לטריליון דולר עד 2030 עם העלייה בביקוש, בהובלת יישומים הקשורים ל-HPC ב-40%, סמארטפונים ב-30%, רכב ב-15% ו-IoT ב-10%. כך אומר קווין ז'אנג, סגן נשיא בכיר לפיתוח עסקי של TSMC בפתיחת כנס הטכנולוגיה של TSMC שהתקיים באמסטרדם בשבוע שעבר.
"יחד עם שותפים, TSMC יצרה מעל 12,000 מוצרים חדשים, באמצעות כ-300 טכנולוגיות שונות של TSMC בשנת 2022. TSMC ממשיכה להשקיע בטכנולוגיות לוגיות מתקדמות, 3DFabric וטכנולוגיות מיוחדות כדי לספק את הטכנולוגיות הנכונות בזמן הנכון כדי להעצים את החדשנות של הלקוחות."
"ככל שהצמתים המתקדמים שלנו מתפתחים מ-10 ננומטר ל-2 ננומטר, יעילות ההספק שלנו גדלה בקצב צמיחה שנתי שנתי (CAGR) של 15% במשך תקופה של כ-10 שנים כדי לתמוך בצמיחה המדהימה של תעשיית המוליכים למחצה."
"ה-CAGR של צמיחת קיבולת הטכנולוגיה המתקדמת של TSMC יהיה יותר מ-40 % במהלך התקופה של 2019 עד 2023. במפעל הראשון שהחל בייצור נפחי של N5 בשנת 2020, TSMC ממשיכה לשפר את היצע משפחות ה-5 ננומטר שלה על ידי הצגת N4, N4P, N4X ו-N5A."
טכנולוגיית ה-3 ננומטר של TSMC היא הראשונה בתעשיית המוליכים למחצה שמגיעה לייצור בכמויות גדולות, עם תפוקה טובה, והחברה מצפה להשתוללות מהירה וחלקה של N3 המונעת הן על ידי יישומי מובייל והן על ידי יישומי HPC.
בנוסף, כדי לדחוף את קנה המידה כדי לאפשר טרנזיסטורים קטנים וטובים יותר עבור SoC מונוליטי, TSMC מפתחת גם טכנולוגיות 3DFabric כדי לשחרר את הכוח של אינטגרציה הטרוגנית ולהגדיל את מספר הטרנזיסטורים במערכת פי 5 או יותר. ההשקעה של TSMC בטכנולוגיות מיוחדות צמחה בשיעור שנתי של יותר מ-40 % בין 2017 ל-2022. עד 2026, TSMC מצפה להגדיל את קיבולת הטכנולוגיות המתמחות בכמעט 50%.
מפת הדרכים של טכנולוגית 3 ננומטר
ז'אנג מסר עדכון על סדרת ה-N3 שלה, עליה החברה כבר הכריזה על הפרטים הראשונים בשנה שעברה. סדרה זו כוללת את התהליכים האחרונים המבוססים על finfet של TSMC לפני שיצרנית השבבים תעבור לטרנזיסטורי GAA בטכנולוגית הייצור N2 בעוד מספר שנים.
ז'אנג הוסיף כי TSMC החלה בייצור של תהליך ה-N3 הראשון שלה בסוף 2022, אם כי הצומת הזה מיועד בעיקר לאימוצים מוקדמים. בהמשך השנה, TSMC תשחרר את N3E, כאשר ה-'E' מייצג 'Enhanced'. ז'אנג הוסיף כי הפיתוח של N3E עדיין עומד בלוח הזמנים. יחד עם הלקוחות, היצרן ביצע את ההקלטות הראשונות על תהליך זה וייצור נפח יתחיל במחצית השנייה של השנה. המשמעות היא ששבבי ה-N3E הראשונים כנראה יופיעו בשוק ב-2024.
אחרי N3E, ל-TSMC יש עוד שני תהליכים חדשים של 3nm במפת הדרכים: N3P ו-N3X. החברה כבר הכריזה על הצמתים הללו בשנה שעברה, אך תשתף פרטים נוספים השנה. שניהם מציעים שיפורים נוספים לעומת N3E, אך מביאים יתרונות שונים.
N2 בטכנולוגית GAA
TSMC גם שיתפה פרטים נוספים על תהליכי ה-N2 הקרובים שלה, המתוכננים ל-2025 ואילך. N2 תהיה סדרת התהליכים הראשונה של TSMC המבוססת על טרנזיסטורי gate-all-around, הידועים גם כננו יריעות (nanosheets). בשנה שעברה כבר דיברנו על הטרנזיסטורים הננו-סheet של TSMC ודנו באותו נושא עם מכון המחקר של לובן imec .
טרנזיסטורי ננו יריעות מורכבים ממספר ערוצים רחבים ושטוחים הממוקמים מעל. זה קומפקטי יחסית, מה שמאפשר ליצרני שבבים ליצור ערוצים רחבים יותר מבלי להקריב את צפיפות הטרנזיסטור. זה בתורו מבטיח שניתן להשתמש בזרמי בקרה גבוהים יותר, מה שבתורו משפר את הביצועים. בנוסף, הרוחב של גיליונות הננו גמי; יצרניות השבבים יכולות גם להפוך את הערוצים לצרים יותר וכך תתאפשר צריכת חשמל נמוכה יותר.
סליל כוח אחורי
בהמשך הציג ז'אנג את מה שלדבריו יהיה המהפכה הבאה. " אנחנו גם הולכים להביא תכונה חדשנית מאוד נוספת שאנו מכנים עיצוב סליל כוח אחורי לפלטפורמת טכנולוגיית שני ננומטר שלנו.
סליל הכוח האחורי הולך לשנות הרבה מתודולוגיית עיצוב ולשפר עוד יותר את ביצועי הכוח. כיום אנו בונים את כל המעגלים החשמליים שלך בצד אחד של הפרוסה, , כולל מסילת ספק הכוח. על ידי שימוש בחלק האחורי אנו מביאים את סליל הכוח האחורי לצד השני של הפרוסה. שני הדברים הטובים קורים.
"אפשר יהיה לשלב סלילי ספקי כוח טובים יותר כדי לשפר את החוסן של ספק הכוח ולקבל ביצועים טובים יותר. במקום שהתפנה בחזית אפשר יהיה להשתמש כדי לכווץ את המעגלים וגם לקצר את מרחק ניתוב האותות כדי לשפר את ההספק והביצועים. זה שיפור מאוד משמעותי שאנחנו הולכים להביא לפלטפורמה של שני ננומטר בהמשך הדרך."
"עומדת בפנינו הזדמנות אדירה. הנחישות שלנו והמחויבות שלנו כלפיכם להביא את הטכנולוגיה המובילה הטובה ביותר אליכם ובואו נעבוד יחד כדי ליצור מוצר מבדל שישרת את הלקוח שלכם. ויחד אני מאמין שנוכל לבנות עתיד בהיר יותר של מוליכים למחצה."
