La miniaturizzazione dei chip può accelerare, parola di TSMC

La miniaturizzazione dei chip può raddoppiare ogni anno, a patto che il settore dei semiconduttori compia gli opportuni passi avanti su una serie di fronti tecnologici.

E' la posizione di Mark Liu, presidente della fonderia taiwanese TSMC, che afferma: "Il futuro dei semiconduttori non è mai stato così brillante"

Liu osserva come uno dei grandi trend del settore sarà il cosiddetto ubiquitous computing, che permetterà alle persone di sfruttare ovunque le potenzialità del mezzo informatico. I veicoli autonomi sono un altro trend, e richiederanno una potenza computazionale superiore di 100 volte quella disponibile oggi.

"La miniaturizzazione proseguirà fino a 3nm e 2nm. Questo sarà possibile grazie alla combinazione della litografia all'ultravioletto estremo, con nuove strutture di transistor come quella FinFET e i nuovi materiali come i gate metallici ad elevata costante-k (High-K Metal Gate). L'EUV è dimostrazione del fatto che la litografia non è più il fattore limitante nella miniaturizzazione" spiega Liu. 

In futuro saranno nuovi materiali come il germanium grafene e il disolfuro di molibdeno a permettere di aumentare la densità dei transistor.

Miniaturizzazione sì, ma anche efficienza energetica

In passato le dimensioni del die, le prestazioni e la potenza erano le metriche chiave per il settore dei semiconduttori. Oggi la nuova metrica è l'efficienza energetica: "La densità è sufficientemente elevata per il parallel computing. Quel che abbiamo bisogno ora è di ridurre il consumo energetico". Liu osserva infatti che il consumo di energia elettrica rappresenta circa la metà del costo operativo in ambito datacenter. Costo che viene ulteriormente aggravato dall'Intelligenza Artificiale, che richiede un trasferimento intensivo di informazioni tra storage e memoria. La soluzione è quella di avvicinare memoria e componente logica, con interconnessioni ad elevata larghezza di banda. 

TSMC ha provveduto in questi anni con soluzioni temporanee, come ad esempio il packaging avanzato CoWoS, ma in futuro memoria e logica dovranno essere impilate così che la densità di interconnessione possa crescere di almeno 100 volte.

Un altro ambito su cui è necessario progredire è quello della progettazione congiunta hardware/software. Se da un lato le architetture CPU sono rimaste pressoché invariate negli ultimi 30 anni, dall'altra parte nuovi processori special-purpose sono diventati sempre più importanti.

"Vedremo architetture domain-specific per migliorare l'efficienza energetica. Il problema è quello di realizzarle così che siano più flessibili. In altre parole: come possiamo fare per configurare l'hardware al volo?" ha osservato Liu. 

Morris Chang, ex-presidente di TSMC prima di Liu, ha dichiarato che il settore dei semiconduttori crescerà più velocemente del PIL globale nel prossimo futuro, con un'espansione delle vendite del 5%-6%. 

Ajit Manocha, presidente e CEO di SEMI (e precedentemente CEO di Globalfoundries) ha infine dichiarato che il settore dei chip è destinato a raggiungere un traguardo di ben 500 miliardi di dollari di vendite nel 2019 e di mille miliardi entro il 2030. "A trainare sarà l'intelligenza artificiale" ha dichiarato.