Создание полупроводников с техпроцессом менее 7нм стало возможным благодаря изобретению машин для экстремальной ультрафиолетовой (EUV) литографии. Эти устройства позволяют создавать схемы на кремниевых пластинах с точностью, превышающей толщину человеческого волоса. Это обеспечивает размещение миллиардов транзисторов в одном процессоре. Например, процессор A17 Pro в iPhone 15 Pro содержит 19 миллиардов транзисторов.

Содержание

Что такое EUV и почему это важно?

Чем ниже техпроцесс (например, 7нм, 5нм или 2нм), тем меньше транзисторы, а их количество возрастает.
Большое число транзисторов делает процессоры мощнее и энергоэффективнее.
Единственная компания, производящая EUV-машины, — это голландская ASML. Она недавно представила высокоапертурную EUV-машину (high-NA EUV):
- Апертурное число увеличено с 0,33 до 0,55, что позволяет создавать более точные схемы.
- Это открывает путь к техпроцессам 2нм и ниже.

Intel и TSMC: гонка за технологическим лидерством

Intel первой приобрела high-NA EUV-машину, стоимость которой составляет около $400 миллионов. Установка началась в этом году.
Теперь и TSMC, крупнейший контрактный производитель микросхем в мире, подтвердила установку своей первой high-NA EUV-машины в исследовательском центре в Хсинчу до конца 2024 года.

Дорожная карта TSMC

2нм техпроцесс (N2, N2P, N2X):
- Использует транзисторы Gate-All-Around (GAA):
  - Вертикальные горизонтальные нанолисты обеспечивают покрытие канала затвором со всех сторон, уменьшая утечки тока.
  - Повышенная производительность и энергоэффективность.
- Массовое производство стартует в 2025 году.
1.6нм техпроцесс: запуск массового производства в 2026 году.
1.4нм техпроцесс: начнёт использовать high-NA EUV в 2027 году.

Технологические инновации

Сеть питания BSPDN (Backside Power Delivery Network):
- Перенос соединений, подающих питание, с передней части чипа на заднюю.
- Это улучшает энергоэффективность и производительность.

Вывод

TSMC активно движется к производству самых передовых чипов, стремясь сохранить лидерство в полупроводниковой индустрии. Использование high-NA EUV и инновационных транзисторов GAA укрепляет позиции компании и открывает новые горизонты для технологий будущего.