TSMC представила подробности собственной технологии производства микросхем по техпроцессу 2 нм

Тайваньская компания TSMC, мировой лидер в производстве полупроводников, представила на конференции Electron Device Meeting (IEDM), организованной Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE), подробную информацию о своей революционной технологии производства микросхем по 2-нанометровому техпроцессу, получившему обозначение «2nm N2».  Это событие знаменует собой значительный шаг вперед в развитии микроэлектроники, открывая новые горизонты для производительности и энергоэффективности электронных устройств.

TSMC заявляет о впечатляющем увеличении производительности на 15% по сравнению с предыдущим поколением 3-нанометровых чипов.  Это достижение особенно важно в контексте растущего спроса на вычислительную мощность в различных областях, от центров обработки данных до мобильных устройств.  Одновременно с этим, технология N2 демонстрирует снижение энергопотребления на 30%, что критически важно для уменьшения тепловыделения и повышения автономности гаджетов, а также для снижения энергозатрат дата-центров и, как следствие, уменьшения углеродного следа.  Повышение плотности транзисторов на 1,15 раза позволяет разместить больше функциональных элементов на одном кристалле, что приводит к созданию более мощных и компактных чипов.

Ключевым фактором, позволившим добиться таких впечатляющих результатов, стало использование инновационной архитектуры нанолистовых транзисторов с круговым затвором (GAAFET — Gate-All-Around Field-Effect Transistor).  В отличие от традиционных планарных транзисторов, где ток протекает под плоским затвором, в GAAFET ток управляется затвором, окружающим канал со всех сторон. Это обеспечивает более эффективный контроль над потоком электронов, уменьшая утечки тока и повышая скорость переключения.  Более того, круговой затвор позволяет более точно масштабировать транзисторы, что и обусловило возможность перехода к 2-нанометровому техпроцессу.  Важно отметить, что разработка GAAFET – это результат многолетних исследований и значительных инвестиций в научные разработки.  Подобные исследования требуют привлечения высококвалифицированных специалистов, использования сложного и дорогостоящего оборудования и проведения бесчисленных экспериментов для достижения оптимальных параметров.

Однако, переход на новый техпроцесс неизбежно влечет за собой увеличение стоимости производства.  По оценкам wccftech.com, стоимость 2-нанометровых кремниевых пластин вырастет примерно на 10% по сравнению с 3-нанометровыми, достигнув 25-30 тысяч долларов за штуку.  Это увеличение обусловлено сложностью изготовления GAAFET, а также необходимостью использования более совершенного и дорогостоящего оборудования для фотолитографии и других этапов производства.  Эта цена включает в себя не только стоимость материалов, но и расходы на НИОКР, разработку и внедрение новых технологий, а также затраты на высокоточное оборудование, требующее специфических условий эксплуатации и обслуживания.  Высокая стоимость пластин неизбежно отразится на конечной цене готовых микросхем, но ожидается, что преимущества в производительности и энергоэффективности компенсируют это повышение.

Массовое производство чипов по технологии «2nm N2» запланировано на вторую половину 2025 года.  Это событие станет важным этапом в развитии мировой микроэлектронной индустрии, открывая путь к созданию еще более мощных и энергоэффективных устройств.  Однако, перед TSMC стоят серьёзные вызовы, связанные с обеспечением стабильного и массового производства, а также с преодолением технических сложностей, неизбежно возникающих при работе с такими малыми размерами транзисторов.  Конкуренция на рынке полупроводниковых технологий также остается высока, и TSMC предстоит противостоять конкурентам, стремящимся к аналогичным достижениям в области нанолитографии.  Тем не менее, успешное внедрение технологии «2nm N2» укрепит лидерство TSMC на рынке и станет значительным толчком для развития всей отрасли.