¿Cuál es la posición actual de la fundición más grande del mundo, TSMC, en la producción de chips de 3nm de última generación? De acuerdo a EDN Asia, rendimientos de la producción de chips de 3 nm que ha estado agotando durante Apple ha estado en el área del 80%, lo que significa que de cada 100 chips creados a partir de una oblea, 80 pasan el control de calidad. Los altos rendimientos son importantes para los clientes de TSMC, especialmente cuando las obleas para chips de 3 nm cuestan $ 20,000 en comparación con los $ 16,000 que cuestan las obleas para chips de 5 nm.
Al precio actual, los diseñadores de chips fuera de Apple se han quedado sin la primera generación de producción de 3nm. Este nodo de proceso se conoce como N3 dentro de TSMC y Apple ha inmovilizado el 100% de esta producción. El iPhone 15 Pro y El iPhone 15 Ultra probablemente será el único teléfono inteligente con un SoC de 3 nm este año. Pero se espera que las cosas mejoren el próximo año. Esto se debe a que TSMC comenzará a producir chips con su nodo de proceso N3E durante la segunda mitad de este año.
El nodo de 3nm podría generar 1,5 billones de dólares en ingresos para TSMC en los cinco años posteriores al inicio de la producción en volumen.
Los chips creados con el nodo de proceso N3E son más baratos y fáciles de construir que los fabricados con el proceso N3. Aprovechando los costos más bajos, TSMC espera que otros clientes, como Intel, AMD y Qualcomm, se unan al grupo de 3 nm. Tiene sentido que esas tres empresas esperen la N3E menos costosa porque todas son diseñadores de chips que venden chips. Sus ganancias provienen de los propios chips. Apple, por otro lado, es el usuario final de sus propios chips y gana dinero vendiendo los costosos productos que fabrica que contienen los componentes de silicio que diseña.
Los chips de 3nm de TSMC todavía usan transistores FinFET, mientras que los chips GAA de 3nm de Sammy cuentan con nanoláminas para un control de flujo más actual.
Los chips fabricados con N3E tendrán velocidades de reloj más rápidas y usarán menos energía que los fabricados con el nodo N3. Se espera que el proceso de 3nm genere 1,5 billones de dólares para TSMC durante los primeros cinco años después de la producción en volumen, según el CEO CC Wei.
TSMC dice que el primer nodo de 3 nm (N3) ofrece un 15 % más de rendimiento y consume entre un 30 % y un 35 % menos de energía en comparación con su nodo de 5 nm. El nodo de 4 nm, que se usa en Apple A16 Bionic, es en realidad una versión mejorada del nodo de 5 nm de TSMC.
Se espera que el Apple A17 Bionic de 3 nm proporcione una mejora de eficiencia energética del 35 % con respecto al A16 Bionic. También se espera que los chips M3, M3 Pro y M3 Max de Apple se fabriquen utilizando el nodo de 3nm de TSMC. Apple es el mayor cliente de la fundición y, según se informa, contribuye con el 25 % de los ingresos anuales de TSMC.
TSMC, Samsung e Intel usarán transistores GAA a 2nm
Según se informa, el próximo año TSMC comenzará la producción de 4nm en su nueva fábrica en Phoenix, Arizona. Para 2026, una segunda fábrica comenzará a producir chips de 3 nm, aunque para entonces, la conversación sin duda se centrará en 2 nm, que es cuando TSMC cambiará de transistores FinFET a gate-all-around (GAA). Los últimos transistores permiten que la puerta entre en contacto con el canal en todos los lados utilizando nanoláminas horizontales apiladas verticalmente. Esto permite que los flujos de corriente se controlen con mayor precisión al mismo tiempo que se reducen las fugas de corriente.
Los chips GAA también brindan una mayor eficiencia energética, lo que permite que los dispositivos que utilizan esta tecnología funcionen más rápido y consuman menos energía. Cabe señalar que Samsung ya usa GAA para su producción de 3 nm, mientras que TSMC se queda con sus transistores FinFET. Intel también comenzará a usar su versión de GAA, a la que llama RibbonFET, a mediados de 2024. La compañía dice que retomará el liderazgo de procesos en 2025.
Los informes de EDN Asia citan a Digitimes por informar que TSMC espera tener una tasa de producción de 45,000 obleas mensuales para este mes. Incluso con Apple como el único cliente para la producción de N3, TSMC obtendrá miles de millones de dólares en ingresos por su producción de N3 este año. Y el futuro se verá más brillante para la fundición a medida que el nodo N3E comience a atraer a más clientes el próximo año.