Най-големият в света производител на чипове - тайванската компания TSMC приключи технологичната подготовка за началото на производството на полупроводникови компоненти от ново поколение. Сайтът Tom’s Hardware съобщи, че TSMC започва масовото производство на първите партиди чипове, базирани на 3nm технологичен процес през месец септември тази година. Новите процесори ще предложат значителен ръст на изчислителната мощност, както и значително по-висока енергийна ефективност. Изданието допълва, че ключовите клиенти на TSMC, включително Apple и Qualcomm ще получат своите чипове още в самото начало на 2023 г.

По принцип TSMC започва масовото производство на чипове от следващо поколение през периода от месец март до месец май. Причината е в основния клиент на TSMC - компанията Apple, която представя нов iPhone всяка есен, а през пролетта трябва да започне сглобяването и тестването на първите прототипи. Но разработването на новите 3nm процесори се оказа по-сложно от очакваното и тази година Apple няма да успее да ги използва в своите смартфони, и iPhone с 3nm чип можем да очакваме следващата есен.

Очакванията са, че 3nm технологичен процес ще осигури 10-15% ръст на производителността в сравнение с днешните решения, като едновременно с това консумацията на електрическа енергия ще намалее с 20-30%. Тези изчисления са валидни за чипове с един и същ брой транзистори. От друга страна по-малкият технологичен процес ще даде възможност за нарастване на логическата плътност на чиповете с 1.6 пъти. Тези числа не могат да бъдат по-конкретни, понеже зависят и от това, за какви продукти са оптимизирани - за смартфони, таблети и лаптопи.

Една от основните особености на 3 нанометровия технологичен процес на TSMC е новата технология FinFlex. Тя дава възможност на проектантите на чипове да съчетават в един и същи чип различни стандартизирани модули, включващи процесорни ядра, графични ускорители и други подобни. По този начин става възможна точната оптимизация на производителността, консумацията на електрическа енергия и заеманата от кристалите на чипа площ. Това е една нова и съвременна технология, от която са заинтересовани на практика всички водещи технологични компании, включително Apple, AMD, Intel и Nvidia.

Според пътната карта на TSMC, компанията ще използва новия 3nm технологичен процес през следващите две, максимум три години, като през това време непрекъснато ще го усъвършенства. Първият вариант на новите 3nm чипове, които ще започнат да се произвеждат от поточните линии на TSMC, носи работното име N3, като тяхното серийно производство трябва да започне след две-три седмици. Той ще бъде заменен от N3E, който ще предложи малко по-малка плътност на транзисторите, но това ще бъде една нова цялостна полупроводникова платформа, която ще има много по-голяма изчислителна мощност, която се очаква да видим през есента на следващата година.

Конкуренцията в тази област е огромна. В началото на лятото Samsung заяви, че възнамерява по-рано от TSMC да започне производството на чипове чрез 3nm технологичен процес. Това трябваше да бъде постигнато чрез прехода към конструкцията от типа Gate-All-Around (GAA) за транзисторите. Това е следващата стъпка след FinFET, понеже дава възможност да се намалява размера на транзисторите без да се намалява тяхната проводимост. Използваната GAAFET технологията за производството на 3nm полеви транзистори е усъвършенстваната версия на MBCFET. Но се появиха известни трудности и сега виждаме, че TSMC вече започва производството на чиповете от ново поколение и е привлякъл водещите производители на компютърни устройства.