TSMC: il 2026 sarà l'anno dei 2 nanometri e dei transistor GAA

C.C. Wei, CEO di Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), ha confermato che, così come previsto dalla tabella di marcia, i primi semiconduttori basati sul processo N2 (2 nanometri) sono ancora previsti per il 2026, con l'avvio della produzione che dovrebbe partire nel 2025.

Il massimo dirigente di TSMC non ha approfondito gli aspetti tecnici (prestazioni e consumi), ma ha dichiarato che il nuovo processo produttivo sfrutterà transistor basati sulla nuova struttura GAA (Gate All-Around) e continuerà ad utilizzare la litografia ultravioletta EUV (Extreme Ultraviolet) con un'apertura numerica di 0,33.

Il nuovo processo produttivo dovrebbe entrare nella fase di "risk production" nel corso del 2024 per poi passare alla produzione di massa nel 2025. I primi chip dovrebbero arrivare sul mercato nel 2026 considerando i diversi mesi che intercorrono tra la produzione e l'arrivo sul mercato.

"Lo sviluppo del nostro processo N2 è sulla buona strada, ed anche i progressi sulla nuova struttura dei transistor rientrano nelle nostre aspettative. Entreremo nella fase di risk production a partire dal 2024. Dal 2025 partirà la produzione in volumi, probabilmente intorno alla seconda metà [dell'anno] o, al più tardi, verso la fine. Questo è il nostro programma" ha affermato C.C. Wei.

I nuovi transistor rappresenteranno un grande passo in avanti nel settore dei semiconduttori, così come lo è stato il passaggio dall'architettura planare a quella 3D. I transistor GAA estenderanno l'area di contatto tra canale e gate, facendo si che quest'ultimo sia presente anche nella parte inferiore del canale, da qui il nome di Gate All-Around. In questo modo, la nuova architettura consentirà di superare i limiti di scaling fisici e prestazionali raggiunti dai transistor FinFET. Inoltre, i transistor potranno essere impilati verticalmente consentendo una flessibilità nettamente superiore dal punto di vista del form factor.

TSMC parlò per la prima volta pubblicamente del processo N2 nel 2020, spiegando che sarebbe stato adottato nel nuovo sito vicino a Baoshan, nella contea di Hsinchu, a Taiwan. La costruzione dello stabilimento è iniziata nel 2022 e probabilmente la struttura sarà completata nel 2023 in vista dell'installazione dei primi macchinari nella seconda parte del 2024.

L'azienda taiwanese sembra stia seguendo un approccio prudente nella messa a punto del nuovo processo e dei transistor correlati, tanto che Intel e Samsung dovrebbero anticiparla. In particolare, la seconda, ha iniziato a parlare dei nuovi transistor MBCFET già nel 2019 e sarà pronta alla produzione a partire proprio da quest'anno. Samsung utilizzerà i nuovi transistor solo per i progetti interni, probabilmente in volumi davvero limitati, mentre a partire dal 2023 li applicherà anche ai progetti dei clienti. Intel, invece, dovrebbe adottare i transistor RibbonFET nel 2024.

TSMC non intende affrettare i tempi ma assicurarsi di avere un'elevata affidabilità e prestazioni ai massimi livelli con i transistor GAA, in modo da coprire le più disparate necessità dei propri clienti. Inizialmente questo tipo di transistor vedrà un uso limitato e la produzione di TSMC continuerà a essere maggiormente legata ai FinFET. In questo modo l'azienda avrà il tempo per rispondere alle necessità specifiche di realtà come Apple, il suo più grande cliente, ma anche quelle di partner come AMD, NVIDIA e la stessa Intel. È naturale, quindi, che l'approccio di TSMC sia molto più cauto rispetto ai concorrenti che sono, al contrario, concentrati maggiormente sulla produzione interna.

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