В среду на Североамериканском технологическом симпозиуме 2026 года компания TSMC представила общую дорожную карту производственных технологий до 2029 года. Среди ключевых моментов, представленных компанией, были техпроцессы класса 1,2 нм и 1,3 нм под названиями A12 и A13, неожиданное расширение семейства N2 под названием N2U, а также отсутствие планов по использованию литографии High-NA EUV для каких-либо узлов до 2029 года. Пожалуй, самой примечательной частью объявления, касающегося технологий, стало закрепление многогранного подхода к разработке новых узлов. «В прошлом году мы анонсировали A14 как нашу самую передовую технологию нанолистов 2-го поколения, запланированную к производству в 2028 году», — заявил Кевин Чжан, старший вице-президент по развитию бизнеса и глобальным продажам, а также заместитель главного операционного директора TSMC.
«В этом году мы представляем производные от A14, включая A13 и A12, производство которых запланировано на 2029 год. A13 — это инкрементальное усовершенствование A14, достигнутое в основном за счет оптического уплотнения, обеспечивающее уменьшение площади примерно на 6% при сохранении полной совместимости правил проектирования и электрических характеристик, что позволяет клиентам получить выгоду с минимальной переработкой проекта». Исторически основная доля выручки TSMC приходилась на индустрию смартфонов, но в последнее время искусственный интеллект (AI) и высокопроизводительные вычисления (HPC) обогнали мобильные устройства. Это нашло четкое отражение в планах компании, поэтому последняя дорожная карта TSMC подчеркнула намеренно раздвоенную стратегию, которая сегментирует передовые узлы в соответствии с требованиями конечного рынка, а не придерживается универсального подхода. В результате компания принимает новую стратегию введения технологических процессов: она продолжит предлагать новый узел для клиентских приложений каждый год и будет внедрять новый узел для ресурсоемких AI и HPC приложений каждые два года.
С одной стороны, такие процессы, как N2, N2P, N2U, A14 и A13, нацелены на смартфоны и клиентские устройства, где критически важны стоимость, энергоэффективность и повторное использование IP, а сильная совместимость проектирования приветствуется, в то время как инкрементальные улучшения могут быть приемлемы, если TSMC сможет поставлять новый узел каждый год.
С другой стороны, узлы, такие как A16 и A12, нацеленные на AI и HPC приложения, должны обеспечивать значительное повышение производительности, чтобы оправдать переход на более новые технологии, и здесь стоимость менее важна. Эти узлы интегрируют подачу питания с тыльной стороны Super Power Rail (SPR) для решения проблем целостности питания и ограничений по токоотдаче в рабочих нагрузках AI-центров обработки данных и HPC, а также предлагают ощутимые улучшения производительности, энергопотребления и плотности транзисторов — хотя и с двухлетним интервалом.
*Плотность чипов, публикуемая TSMC, отражает «смешанную» плотность чипов, состоящую из 50% логики, 30% SRAM и 20% аналоговых компонентов.
**При той же площади.
***При той же скорости.
В прошлом году TSMC представила технологический процесс A14, который будет опираться на транзисторы нанолистового типа с затвором насквозь (GAA) 2-го поколения компании, предложит дополнительную гибкость проектирования с технологией NanoFlex Pro и послужит премиальным узлом литейного производства для высококлассных смартфонов и клиентских приложений в 2028 году. В этом году компания анонсировала A13, который будет развивать A14.
A13 от TSMC представляет собой оптическое уплотнение A14, разработанное для извлечения дополнительной эффективности с минимальными нарушениями. A13 уменьшает линейные размеры примерно на 3% (до масштаба ~97%), что приводит к увеличению плотности транзисторов примерно на 6% при сохранении полной совместимости правил проектирования и электрических характеристик с A14. С многих точек зрения, A14 продолжает давнюю традицию TSMC предлагать оптические уплотнения своих технологических процессов (N12, N6, N4, N3P) — хотя ранее это могло приносить более ощутимые общие выгоды. Такой подход позволяет клиентам TSMC повторно использовать IP с минимальными усилиями по перепроектированию, но с получением лишь инкрементальных улучшений.
В то время как A14 призван обеспечить полномасштабные улучшения в области мощности, производительности и плотности, для их извлечения дизайнерам чипов и IP необходимо использовать совершенно новые инструменты, IP и методологии проектирования. Напротив, A13 обеспечивает инкрементальный прирост, достигаемый за счет совместной оптимизации проектирования и технологий (DTCO), но который не требует изменения чего-либо для извлечения этой выгоды. Ожидается, что A13 поступит в производство в 2029 году.
Помимо предложения клиентам своего совершенно нового узла A14 в 2028 году, TSMC планирует предложить им недорогой способ улучшения своих разработок на базе N2 с помощью N2U. N2U станет третьим по счету расширением платформы N2, которое использует DTCO для обеспечения примерно на 3–4% более высокой производительности при той же мощности или на 8–10% более низкой мощности при той же скорости, допуская при этом скромное улучшение плотности логики на 2–3%. Узел сохранит совместимость с IP N2P, что позволит ее клиентам (особенно из клиентского сегмента) создавать новые продукты без перехода на совершенно новый процесс и нести довольно значительные расходы. Например, если компания планирует выпустить продукт среднего класса, используя IP высококлассного продукта, реализованного на N2P в 2027 году, она сможет сделать это с помощью N2U в 2028 году.
«Мы продолжаем расширять нашу 2-нм платформу с помощью N2U, который обеспечивает дополнительные улучшения производительности, мощности и плотности за счет совместной оптимизации проектирования и технологий», — сказал Чжан. «Наша стратегия заключается в постоянном совершенствовании каждого узла после его введения, что позволяет клиентам максимизировать отдачу от своих инвестиций в проектирование, при этом получая инкрементальные преимущества PPA».
В то время как N2 от TSMC будет использоваться как для клиентских, так и для дата-центр приложений, компания готовит A16 с подачей питания с тыльной стороны Super Power Rail, который специально разработан для высокопроизводительных дата-центр приложений. По сути, A16 — это N2P с SPR, который будет опираться на транзисторы GAA нанолистового типа 1-го поколения и обеспечит значительные преимущества в области мощности, производительности и плотности транзисторов по сравнению с узлами N2 и N2P, хотя и по более высокой цене.
Примечательно, что TSMC теперь относит A16 к технологиям 2027 года, что технически является сдвигом с 2026 года.
«A16 будет готов к производству в 2026 году», — сказал Чжан. «Однако фактический запуск продукта зависит от клиентов, и мы ожидаем, что серийное производство начнется в 2027 году. Вот почему мы привязали его к этому графику».
Интересно, что появление A16 не заменяет N2X — вариант N2P с улучшенной производительностью, который использует традиционную подачу питания с лицевой стороны для максимального увеличения тактовых частот разработок на базе N2.
A16 передаст эстафету A12, который должен появиться в 2029 году и, как ожидается, принесет полномасштабные преимущества в узлах для дата-центров TSMC. Хотя TSMC не раскрывает фактических цифр, следует ожидать, что A12 предложит те же преимущества перед A16, что и A14 перед N2, поскольку он будет опираться на транзисторы GAA нанолистового типа 2-го поколения компании и технологию NanoFlex Pro.
«A16 — это наша технология 1-го поколения с суперсиловой шиной — питанием с тыльной стороны», — сказал Чжан. «A12 — это следующее поколение […] для дальнейшего уплотнения как лицевой, так и тыльной сторон для достижения общей выгоды в плотности».
Интересным моментом в отношении предстоящих технологий A13 и A12 от TSMC, которые выйдут в 2029 году, является то, что ни одна из них не потребует использования инструментов литографии High-NA EUV, что резко контрастирует с подходом Intel к своему производственному узлу 14A и последующим, которые, как ожидается, будут использовать сканеры High-NA EUV начиная с 2027–2028 годов.
«Я вам скажу, я поражен нашей командой R&D», — сказал Кевин Чжан. «Они продолжают находить способ продвигать масштабирование технологий без использования High-NA. Однажды им, возможно, придется его использовать, но на данный момент мы продолжаем извлекать выгоду из текущего EUV, не прибегая к High-NA, что, знаете ли, очень, очень дорого».
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Anton Shilov
