TSMC N4X, un processo produttivo ad hoc per chip ad altissime prestazioni

TSMC continua a diversificare l'offerta di processi produttivi a disposizione dei propri clienti con N4X, una tecnologia ritagliata attorno alle necessità delle aziende che progettano chip per il mondo HPC (High Performance Computing). I cosiddetti "4 nanometri" si suddividono quindi da oggi in tre versioni: N4 per applicazioni tradizionali, N4P per chi ricerca qualcosa in più in termini di prestazioni e consumi, e il nuovo N4X per chi vuole prestazioni senza precedenti.

N4X viene descritto come "il primo processo di TSMC focalizzato per l'HPC mirato alle massime prestazioni e alle frequenze di clock più elevate. N4X offre un incremento prestazionale fino al 15% rispetto al processo N5, o fino al 4% rispetto al processo N4P a 1,2V. "La prestazione dei transistor come funzione della tensione è stata ottimizzata, con un leggero compresso in termini di corrente di dispersione", spiega TSMC.

Tra gli altri aspetti su cui l'azienda ha lavorato c'è una minore resistenza e capacitanza parassita di determinati strati metallici. "L'ottimizzazione del layer metallico back end of line (BEOL) influisce notevolmente sui prodotti HPC, a causa delle maggiori dimensioni del die, delle frequenze di clock più elevate e delle tensioni operative più elevate".

L'azienda adotta inoltre condensatori metallo-isolante-metallo ad altissima densità per un'erogazione di potenza più efficace e affidabile. "A seconda del design del prodotto, questo elemento prestazionale può ridurre al minimo la caduta della tensione con un carico di corrente elevato e aumentare le prestazioni del prodotto del 2~3%".

"N4X può raggiungere tensioni di controllo superiori a 1,2V e fornire prestazioni aggiuntive. I clienti possono seguire le regole di progettazione comuni al processo N5 per accelerare lo sviluppo dei loro prodotti N4X", afferma TSMC fissando l'entrata del processo nella fase di "risk production" nella prima metà del 2023.

"L'HPC è ora il segmento aziendale in più rapida crescita di TSMC e siamo orgogliosi di presentare N4X, il primo nella linea X per semiconduttori con prestazioni estreme", ha concluso il dott. Kevin Zhang, vicepresidente senior per lo sviluppo aziendale di TSMC.