Son zamanlarda TSMC'nin 2nm ileri proses araştırma ve geliştirmesinde büyük bir atılım yaptığı ve her yönden geçit (GAA)'yi kesmenin yolunu başarıyla bulduğu bildiriliyor. teknoloji.
Olgun ve karakteristik süreçleri kullanarak daha ileri süreçlerin peşinde koşmak her zaman TSMC ve Samsung gibi çip üreticilerinin yönü olmuştur. Daha önce Samsung, 3nm'de GAA teknolojisinin tanıtılmasında öncülük edeceğini belirtmiş ve küresel yonga dökümhanesi lideri olma hedefini dile getirmişti. Bu kez TSMC, 2nm sürecinin araştırma ve geliştirmesinde büyük bir atılım gerçekleştirdi; bu, hem güçlü araştırma ve geliştirme gücünü öne çıkarıyor hem de iki yonga dökümhanesi devi arasındaki rekabeti yoğunlaştırıyor.
TSMC ve Samsung daha gelişmiş süreçler için yarışıyor
Moore Yasasının doğuşundan sonra çiplerin boyutu giderek küçülüyor ve şirketler sürekli olarak geliştirilecek yeni süreçler ve malzemeler araştırıyor. yarıiletken ürünleri ve performansı artırın. Mo Dakang, uzman Yarıiletken Endüstri, “Çin Elektronik Haberleri” muhabirine, sektörün mevcut ana gelişme rotasının yarıiletken endüstri, boyutların sürekli olarak küçültülmesidir. Boyutun küçültülmesi, entegrasyonun iyileşmesine, ürün performansının artmasına ve ürün maliyetinin azalmasına yol açabilir.
TSMC ve Samsung, talaş dökümhanesinde lider konumdadır. TrendForce'a göre bu yılın ikinci çeyreğinde TSMC, talaş dökümhanesi payının %51.5'ini alarak listenin başında yer alırken, onu yaklaşık %19 ile Samsung takip etti. Çin Elektronik Özel Ekipman Birliği genel sekreteri Jin Cunzhong, TSMC'nin 7 nanometre seri üretim programında Samsung'un önünde olduğuna dikkat çekti. Bu bağlamda Fudan Üniversitesi Mikroelektronik Fakültesi Dekan Yardımcısı Zhou Peng daha spesifik bilgiler verdi: TSMC, 7 nanometrelik sürecin seri üretimini Nisan 2018 gibi erken bir tarihte duyurdu ve Apple, Huawei HiSilicon, AMD'den müşteriler aldı. , Qualcomm ve diğer müşteriler. Toplu 7nm siparişleri. Samsung, Ekim 2018'de 7nm sürecinin seri üretildiğini açıklarken, zamandaki gecikme çok sayıda müşteri siparişinin kaybına yol açtı.
Gelişmiş üretim alanında TSMC ve Samsung “rekabet etmeye” devam ediyor. 5nm sürecini örnek alarak TSMC, bu yılın ikinci yarısında Apple'ın yakında çıkacak dört yeni iPhone işlemcisi için tüm siparişleri kazandı. Jin Cunzhong gazetecilere verdiği demeçte, TSMC'nin bu yıl 5 nanometrelik seri üretime ulaşmasının beklendiğini ancak Samsung'un bunu yapamayacağını söyledi. TSMC'nin çok sayıda 5nm siparişi kazandığını gören Samsung, geride kalmak istemiyor ve üçüncü taraf üreticilere çip dökümhanesi hizmetleri sağlamak için önceki 7nm proses çip tabanını 5nm proses üretim üssüne dönüştüreceğini duyurdu. TSMC'ye yetişmek için "acele" 5nm yöntemini kullanmaya çalışıyorum. Samsung'un bazı Qualcomm 5G çip dökümhanesi siparişleri aldığı ve çip üretmek için 5nm sürecini kullanacağı bildiriliyor.
Daha gelişmiş süreçlerin rekabetinde TSMC ve Samsung hâlâ “peşimde”. Zhou Peng, Samsung'un daha gelişmiş süreçlerin araştırılması ve geliştirilmesine büyük miktarda yatırım yaptığını söyledi. Aynı zamanda çip süreci yol haritasını da ayarladı. 4 nanometre sürecini atlayıp doğrudan 5 nanometreden 3 nanometreye çıkacak. 3 nanometre sürecinde ilk olarak GAA teknolojisinin kullanılacağını duyurdu. Samsung ayrıca nano tabakalara dayalı MBCFET'ler (Çok Köprülü Alan Etkili Transistörler) de üretmiştir. Transistor FinFET'in yerini alacak performans Transistor teknoloji.
Mo Dakang gazetecilere verdiği demeçte, TSMC'nin GAA mimarisinin geliştirme programında Samsung'un gerisinde kalmasına rağmen TSMC'nin 3nm sürecinde FinFET teknolojisini kullanmaya devam etmeyi planladığını söyledi. Üretim araçlarındaki değişikliklerin azaltılması maliyet yapısını istikrarlı tutabilir ve müşteri sayısını azaltabilir. tasarım değişiklikleri yapabilir, üretim maliyetlerini azaltabilir veya daha iyi sonuçlar üretebilir. Zhou Peng, TSMC'nin yıllar önce 3 nanometrelik bir süreci planlamaya başladığını, 2021 yılında seri üretime geçmeyi planladığını söyledi. Bir sonraki düğüm olan 2nm'de TSMC bir adım önde gibi görünüyor ve bu sefer büyük bir başarıya imza attılar 2nm ileri süreç araştırma ve geliştirmesinin geliştirilmesinde çığır açan bir gelişme. TSMC'nin, Çin'in Tayvan kentindeki Güney Bilim ve Teknoloji Parkı'nda fabrika kuracağını ve 2 nanometrelik sürecin araştırma ve geliştirme çalışmalarına başlayacağını duyurduğu bildirildi. 2024 gibi kısa bir sürede üretime geçmesi bekleniyor. Samsung'un 2nm sürecinin araştırma ve geliştirmesi hakkında çok az bilgisi var.
TSMC neden gelişmiş üretimde "öncülük ediyor"?
Moore Yasasının “değneği” altında, dökümhanede daha gelişmiş süreçlere yönelik rekabet yoğunlaştı. Zhou Peng gazetecilere, gelişmiş üretim süreci açısından üç çip dökümhanesi devi TSMC, Samsung ve Intel'in ilk kampta yer aldığını söyledi. Intel'in 7'de 5nm'yi (2021nm'ye eşdeğer) piyasaya sürme planları var, ancak 10nm'yi "ekstrem" hale getirmeyi umarak hala esas olarak 10nm düğümüne bağlı kalıyor, bu nedenle 7nm ve altındaki süreç düğümlerinin savaş alanı yalnızca TSMC'dir. Ve Samsung, mutlak bir oligarşik rekabet modeli gösteriyor. Bu kez TSMC, 2nm ileri süreçlerin araştırma ve geliştirmesinde büyük bir atılım gerçekleştirdi; bu da TSMC'nin daha gelişmiş süreçlerde geçici olarak lider konumda olduğu anlamına geliyor. Peki TSMC neden daha gelişmiş süreçlerde “öncülük yapabiliyor”?
Mo Dakang, aslında TSMC'nin "tek başına savaşmadığını" belirtti. TSMC, arkasındaki büyük grubun desteği sayesinde 2nm teknolojisinde "zamanından önce" atılımlar yapmayı başardı. TSMC'nin, OEM yaparken her zaman tarafsız bir tutum sergilediğini, siparişler için müşterilerle rekabet etmeyeceğini ve müşterilerin çıkarlarını gerçekten ön planda tutabileceğini her zaman vurguladığı bildirildi. Bu nedenle TSMC, müşterilerle uzun süredir iyi ilişkiler kurmayı başararak, TSMC ile çıkar çatışması olmayan müşteri gruplarının (Apple, Xilinx, NVIDIA vb.) sayısını oldukça fazla hale getirmiştir. Çipin 3nm sürecine girmesinden sonra mevcut birçok teknolojinin talebi karşılaması zorlaşıyor. Bir dökümhane olarak TSMC de bir istisna değildir. Cihaz mimarisi, proses değişimi, termal etkiler, ekipman ve materyaller açısından kapsamlı bir şekilde çözülmesi gerekmektedir. Ancak TSMC'nin arkasında çok büyük bir müşteri tabanı olduğundan, seri üretimi hızlandırmak amacıyla süreç verimini artırmak ve maliyetleri azaltmak için TSMC ile birlikte çalışabilir; bu aynı zamanda TSMC'nin 2nm alanında "önceden harekete geçme" yeteneğinin de anahtarıdır.
Zhou Peng, TSMC'nin FinFET teknolojisindeki avantajlarının, TSMC'nin 2nm ileri süreçteki araştırma ve geliştirmesine büyük katkı sağlayarak, liderlik yapmasına olanak sağladığına dikkat çekti. “Süreç düğümü 3 nm'ye geliştikçe transistör kanalı daha da kısalıyor ve FinFET yapısı kuantum tünelleme etkisinin sınırlamasıyla karşı karşıya kalıyor. GAA-FET, FinFET'in geliştirilmiş bir versiyonuna eşdeğerdir; FinFET'in kapısı, kanalın 3. tarafını sarar ve FinFET kontrolü Kapı kaçak akımının mekanizması benzerdir ve GAA teknolojisi, kapının performansını daha da iyileştirmek için kanalın dört tarafını da sarar. Kanal akımını kontrol etme yeteneği. TSMC, FinFET teknolojisi alanında derin bir geçmişe sahiptir ve bu teknolojiler, TSMC'nin 3nm FinFET'ten başarılı bir şekilde dönüşmesi için biriktirilmiştir. 2nm GAA teknolojisine teknoloji geçişi, TSMC'nin gelişmiş sürecinin yineleme döngüsünü büyük ölçüde kısaltarak teşvik etmede önemli bir rol oynamıştır. teknoloji güncellemesi.” Zhou Peng gazetecilere söyledi.
TSMC aynı zamanda ekipman desteğine de hazır. Zhou Peng, 2 nanometrelik ileri süreci gerçekleştirmek için TSMC'nin büyük miktarlarda ASML ekstrem ultraviyole litografi (EUV) ekipmanı sipariş ettiğini söyledi. Ancak Zhou Peng, litografinin doğruluğunun doğrudan sürecin doğruluğunu belirlediğine de dikkat çekti. 2 nm'lik ileri işlem için, yüksek sayısal açıklığa sahip EUV teknolojisinin hala geliştirilmesi gerekmektedir. Işık kaynağı ve maske araçlarının optimizasyonunun yanı sıra EUV'nin verimi ve doğruluğu da daha gelişmiş proses teknolojisinde atılımlar elde etmek için önemli bir faktördür.
TSMC'nin atılımı veya diğer üreticileri teknolojiyi yükseltmeye teşvik etme
Daha gelişmiş süreçlerdeki büyük teknolojik atılımlar tüm entegre süreci etkileyecektir. devre endüstri ve pazar yapısı. Zhou Peng, süreç teknolojisinin değerlendirilmesinde gerçek transistörlerin yoğunluğu, performansı ve güç tüketiminin dikkate alınması gerekmesine rağmen, ileri süreçlerde büyük teknolojilerin tanıtılmasının entegre devre endüstrisi ve pazar yapısı için büyük önem taşıdığını söyledi. “İleri süreçlerin Ar-Ge sürecinde her teknoloji üretim hattının maliyeti 10 milyar ABD dolarını aşıyor. Daha yüksek Ar-Ge ve üretim maliyetleri, daha zorlu teknik zorluklara karşılık gelir. Proses teknolojisi fiziksel sınıra yaklaştığında, transistör yapısı, litografi, biriktirme, gravür, entegrasyon, paketleme ve diğer teknolojilerin yenilikçiliği ve sinerjisi, çip performans tavanının aşılmasında belirleyici bir rol oynayabilir.” Zhou Peng gazetecilere söyledi.
Zhou Peng ayrıca gazetecilere, gelişmiş süreç düğümleri üzerindeki araştırmaların dökümhanelerin ve tüm yarı iletken endüstrisinin gelişimi için çok önemli olduğunu ve araştırma ve geliştirmedeki gecikmenin kesinlikle aşılacağını ve hatta diğer üreticilerin gelişmiş süreçleriyle değiştirileceğini söyledi. Buna dayanarak Zhou Peng, TSMC'nin 2nm sürecindeki teknolojik atılımının, ileri süreç alanında Samsung ve Intel gibi lider şirketlerin ürün geliştirmesini ve teknoloji yükseltmesini teşvik edebileceğine inanıyor.
Zhou Peng, TSMC'nin 3 nanometrelik sürecinin 2021 yılında seri üretiminin planlanması nedeniyle 2 nanometrelik üretimin 2023 ile 2024 arasında gerçekleşebileceğini öngördü. Peki, eğer TSMC 2 nm sürecini başarılı bir şekilde başlatırsa, bu durum dökümhanenin modelini değiştirecek mi? gelecekte pazar? Zhou Peng, 2 nm sürecinin ilk lansmanının TSMC'nin gelişmiş süreç pazarındaki payını kesinlikle daha da artıracağını ve hatta Samsung ve Intel ile aradaki farkı açabileceğini söyledi. Elbette Samsung ve Intel de Ar-Ge'yi aktif olarak ilerletiyor. Proses teknolojisinin araştırılması ve geliştirilmesi değişkenlerle doludur ve gelecekte kimin liderlik yapacağı henüz bilinmiyor.
Dökümhane pazarındaki ileri süreçlerin rekabetiyle ilgili olarak Zhou Peng, bu tür bir rekabetin tüm entegre devre endüstrisine ve kullanıcılara fayda sağlayabileceğini söyledi. “Pazar talebi, gelişmiş üretim süreçlerinin daha da geliştirilmesine yön veriyor. Gelecekte ileri üretim süreçlerinin lideri kim olursa olsun, nihai fayda tüm entegre devre endüstrisi ve yüksek performanstan keyif alan herkes olacaktır. Elektronik ürünler." Zhou Peng gazetecilere söyledi.