TSMC رسماً تولید انبوه تراشه‌ها با استفاده از فناوری 3 نانومتری را آغاز کرد

شرکت TSMC ساعاتی پیش با برگزاری یک مراسم ویژه، آغاز به کار نخستین خط تولید تراشه‌ها با استفاده از فناوری 3 نانومتری را در کارخانه Fab 18 خود جشن گرفت. قرار است در این کارخانه برای سال‌های متمادی تولید نسل جدیدی از تراشه‌ها که با ارتقا قابل توجه بازدهی انرژی، تراکم و عملکرد همراه هستند صورت بگیرد.

فناوری برتر دیجیتال به نقل از شهر سخت افزار؛ همانطور که پیش از این در گزارش‌ها اعلام شده بود بالاخره در روزهای پایانی از سال 2022 میلادی، خط تولید تراشه‌های 3 نانومتری شرکت TSMC افتتاح شد. قرار است از امروز تولید انبوه نسل جدید از تراشه‌ها در کارخانه Fab 18 این شرکت صورت بگیرد. TSMC پیش از این اعلام کرده بود که در نیمه دوم از سال 2022 میلادی کار تولید این تراشه‌ها را آغاز می‌کند و اکنون به نظر می‌رسد به قول خود عمل کرده است.

بنا به اطلاعات منتشر شده از سوی TSMC، کار تولید تراشه‌های 3 نانومتری از اوایل ماه سپتامبر گذشته در این شرکت آغاز شده و این مراسم ویژه تنها با هدف معرفی رسمی این اتفاق و همچنین اعلام این موضوع که تراشه‌های تولید شده دارای کیفیت و قابلیت‌های لازم هستند برگزار شده است.

برای این شرکت تایوانی خطوط تولید تراشه‌های 3 نانومتری از اهمیت زیادی برخوردار است؛ چرا که این برای آخرین بار است که این شرکت قصد دارد در یکی از فناوری های ساخت General و عمومی خود از ترانزیستورهای FinFET استفاده کند. همچنین قرار است فناوری 3 نانومتری حداقل به مدت 10 سال به منظور تولید تراشه‌های مختلف مورد استفاده قرار بگیرد. این شرکت تخمین زده است که ظرف 5 سال آینده محصولاتی به ارزش 1.5 میلیارد دلار توسط این فناوری به مرحله تولید انبوه برسد.

بهبود قابل توجه بازدهی انرژی و عملکرد در فناوری 3 نانومتری

در قیاس با فناوری 5 نانومتری که TSMC هم اکنون به منظور تولید انبوهی از محصولات خود از آن استفاده می‌کند، انتظار می‌رود فناوری 3 نانومتری موجب بهبود 10 تا 15 درصدی عملکرد تراشه‌ها (با حفظ میزان مصرف انرژی و تعداد ترانزیستورها) و همچنین 25 تا 30 درصدی بازدهی انرژی آن ها (با حفظ فرکانس کاری و پیچیدگی طراحی) شود. فناوری 3 نانومتری همچنین افزایش 1.6 برابری تعداد ترانزیستورهای موجود در هر تراشه را به دنبال خواهد داشت.

قرار است فناوری ساخت تراشه 3 نانومتری دارای رده‌ها و نسخه‌های گوناگونی باشد. نسخه کنونی که هم اکنون خطوط تولید آن آغاز به کار کرده با عنوان فناوری N3B شناخته می‌شود و قرار است تنها برای تولید محدود تراشه‌ها مورد استفاده قرار بگیرد. TSMC اعلام کرده است که این فناوری فقط برای تولید تراشه‌های موردنیاز در بخشی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نسخه های مختلف فناوری سه نانومتری TSMC

نسخه ارتقا یافته یا Enhanced از این فناوری که با عنوان N3E شناخته می‌شود نیز قرار است در سه ماهه دوم یا سوم سال 2023 میلادی وارد فاز تولید انبوه شود. هم اکنون بسیاری از مشتریان TSMC برای به کارگیری این فناوری در تراشه‌های خود ثبت سفارش کرده‌اند و منتظر آغاز به کار خطوط تولید مبتنی بر آن هستند. باید گفت فناوری ساخت N3E بازهم نسبت به فناوری N3B پیشرفته‌تر است و بهبود عملکرد و بازدهی انرژی بیشتری را به دنبال خواهد داشت.

انتظار می‌رود تراشه‌های تولید شده با استفاده از فناوری N3E نسبت به فناوری 5 نانومتری با ارتقا 18 درصدی عملکرد و همچنین 34 درصدی بازدهی انرژی همراه شوند. همچنین قرار است تراکم ترانزیستورها در این فناوری به 1.7 برابر ارتقا پیدا کند. TSMC همچنین قصد دارد در آینده رده‌های دیگری از فناوری 3 نانومتری خود را معرفی کند. فناوری N3P بهبود عملکرد را به دنبال خواهد داشت. فناوری N3S نیز با هدف افزایش تراکم ترانزیستورها طراحی شده است. در انتها نیز با فناوری N3X روبرو می‌شویم که بهبود ولتاژها و همچنین بهینه‌سازی عملکرد تراشه‌ها را موجب می‌شود.

در فناوری 3 نانومتری قابلیتی قدرتمند با عنوان FinFlex طراحی شده است که به تولید کنندگان اجازه می‌دهد ابعاد Die و همچنین میزان عملکرد به ازای مصرف انرژی محصولات خود را در بهینه‌ترین حالت قرار دهند. طراحان تراشه‌های پیچیده می‌توانند با استفاده از این قابلیت، ابعاد، میزان مصرف انرژی و همچنین عملکرد محصولات خود را در وضعیت مناسب و دلخواهی قرار دهند.

مشتریان بزرگ TSMC در صف ثبت سفارش

گزارش‌ها نشان می‌دهد که تمامی مشتریان بزرگ TSMC همچون AMD، اپل، Broadcom، اینتل، مدیاتک، انویدیا و کوالکام قصد دارند از فناوری 3 نانومتری این شرکت برای تولید محصولات جدید خود بهره بگیرند. هنوز مشخص نیست که تولید محصولات هرکدام از این شرکت‌ها چه زمانی آغاز می‌شود اما انتظار می‌رود اپل یکی از نخستین شرکت‌هایی باشد که بتواند محصولات خود را با استفاده از این فناوری به مرحله تولید انبوه برساند.

گفته می‌شود تراشه M2 Pro یکی از نخستین سفارش‌های اپل برای تولید توسط فناوری 3 نانومتری است. این تراشه قرار است در نسل جدید از مک‌ بوک‌های اپل و همچنین دستگاه‌های Mac Studio و Mac mini مورد استفاده قرار بگیرد. پس از آن نیز به احتمال فراوان شاهد تولید تراشه‌های A17 Bionic خواهیم بود که قرار است با رده جدیدی از عملکرد و بازدهی انرژی در گوشی‌های آیفون 15 به کار گرفته شوند.

در سمت دیگر AMD نیز قصد دارد از فناوری 3 نانومتری TSMC برای تولید پردازنده‌های جدید خود که بر هسته‌های Zen 5 مبتنی هستند بهره بگیرد. انتظار می‌رود تولید این محصولات در سال 2024 آغاز شود. در همین زمان استفاده از فناوری 3 نانومتری برای تولید نسل جدید از هسته‌های گرافیکی انویدیا که بر معماری Blackwell مبتنی هستند بسیار محتمل به نظر می‌رسد.

این شرکت‌های بزرگ و شناخته شده در حالی برای استفاده از فناوری 3 نانومتری صف کشیده‌اند که استفاده از آن در تولید تراشه‌ها هزینه‌های زیاد و سرسام آوری دارد. گفته می‌شود تولید هر Wafer با استفاده از فناوری 3 نانومتری چیزی در حدود 20 هزار دلار هزینه دارد. البته تولید تراشه‌ها توسط TSMC به فاکتورها و عوامل گوناگونی همچون حجم سفارش، طراحی، مشخصات و… وابسته است و نمی‌توان به این راحتی آن‌ها را قیمت گذاری کرد. باید دید تراشه‌های تولید شده با استفاده از این فناوری در زمان عرضه چه قیمتی خواهند داشت.