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La gran apuesta de Apple por TSMC podría darle una ventaja sobre sus rivales
El año pasado vimos el primer uso comercial de conjuntos de chips fabricados con el proceso de 5 nm. Por ejemplo, TSMC produjo el primer chip de este tipo que se encuentra en un teléfono inteligente, el Apple A14 Bionic. Este último reemplazó al chipset A13 Bionic de 7 nm. El nodo de proceso se basa en la densidad de transistores de un chip, que es el número de transistores que caben dentro de un mm cuadrado. Se supone que este número se duplicará cada dos años en teoría, una observación llamada Ley de Moore realizada por primera vez por el ex cofundador de Intel, Gordon Moore, a mediados de la década de 1960 y revisada en la década de 1970.

Apple podría obtener acceso a chips de 3 nm mucho antes que otras empresas

Por ejemplo, el A14 Bionic tiene una densidad de transistores de 134 millones de transistores por mm cuadrado. Eso es un 49% más alto que los 89,97 millones de transistores por mm cuadrado utilizados en el A13 Bionic. La ganancia del 49% en la densidad de transistores resultó en un recuento de transistores de 11.8 mil millones para el chip más nuevo, en comparación con los 8.5 mil millones de transistores dentro del chipset A13 Bionic. La razón por la que esto es tan importante es que cuanto mayor es la densidad de transistores en un chip, más potente y eficiente energéticamente es ese chip. Tanto los dispositivos iOS como los Android se están beneficiando este año del uso de conjuntos de chips de 5 nm. Además del A14 Bionic, el Qualcomm Snapdragon 888 es un chip de 5 nm que sale de la línea de montaje de Samsung Foundry. Y TSMC fabricó el Kirin 9000 de 5 nm para la unidad HiSilicon de Huawei antes de que EE. UU. Impidiera que Huawei recibiera entregas de su propio chip.

Dado que la Ley de Moore aún no se ha derogado, tanto TSMC como Samsung Foundry tienen planes que reducen la producción a 2 nm con 3 nm en la próxima parada a partir de este año. Según Sweclockers, TSMC podría comenzar la producción de riesgo de sus chips de 3 nm durante la segunda mitad de este año. Esto pondría a TSMC un año antes de lo previsto, ya que lucha con Samsung para seguir siendo la principal fundición por contrato del planeta. Si bien Samsung recuperó el negocio de Qualcomm para el Snapdragon 865 de 7 nm y el Snapdragon 888 de 5 nm, un informe reciente dice que TSMC será la fundición registrada para el chipset Snapdragon 2022. Según se informa, ese chip se fabricará utilizando el nodo de proceso de 4 nm de TSMC.
Anandtech dice que en comparación con los circuitos integrados de 5nm de primera línea actuales, los chips de 3nm usarán entre un 25% y un 30% menos de energía mientras ofrecen un rendimiento entre un 10% y un 15% más alto con los mismos niveles de potencia. La densidad de transistores aumentará 1,7 veces, lo que elevará ese número clave a aproximadamente 227,8 millones de transistores por mm cuadrado. La fundición TSMC tiene la capacidad de fabricar 30,000 obleas por mes para chips de 3 nm durante 2021, aumentando a 105,000 para 2023-2024.
TSMC está ampliando la producción de sus obleas para chips de 5 nm con una capacidad que aumentará a 105.000 cada mes durante la primera mitad de este año. Eso se compara con las 90.000 obleas producidas cada mes durante el cuarto trimestre del año pasado. Esto aumentará a 160.000 obleas producidas cada mes a partir de 2023-2024. Las obleas para los chips de 7 nm de generación anterior se están ejecutando actualmente a una tasa de 140.000 por mes. Se espera que esta cifra aumente a 160.000 por mes en dos o tres años.
Las obleas para chips de 3 nm serán producidas por TSMC a finales de este año bajo «producción de riesgo». Esto significa que las obleas aún pueden necesitar algunos pequeños cambios antes de que comience la producción regular. Se cree que Apple acordó comprar todas las obleas que TSMC producirá bajo producción de riesgo. Si bien esto le dará a Apple una ventaja en la prueba de conjuntos de chips de 3 nm para el iPhone, es muy dudoso que la compañía use estos chips dentro de unidades de la serie iPhone 13 destinadas a las manos de los consumidores. Esto se debe a que en la producción de riesgos, todo el riesgo estará en Apple, no en TSMC. Es posible que las virutas de estas obleas no funcionen bien o que no funcionen en absoluto. Aún así, para Apple, gastar dinero en obleas hechas durante la producción de riesgo vale la pena, bueno, el riesgo. Le dará al gigante tecnológico acceso a chips más rápidos y con mayor eficiencia energética antes que otras empresas.

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