امسال اپل یکی از نخستین شرکت‌هایی بود که از تراشه 5 نانومتری جدید خود با نام A14 Bionic رونمایی کرد. این تراشه در گوشی‌های سری آی‌فون 12 مورد بهره‌برداری قرار گرفته و با وجود مصرف انرژی پایین کارآیی فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌دهد. اکنون به لطف وجود تراشه‌های اسنپ‌دراگون 888، اگزینوس 2100 و اگزینوس 1080 تولیدکنندگان اسمارت‌فون‌های اندرویدی نیز فعالیت در حوزه تراشه‌های 5 نانومتری را آغاز نموده‌اند. تمامی تراشه‌های فوق از معماری مشابهی برخوردار هستند. در عین‌حال به‌نظر می‌رسد که شرکت اپل بر روی تراشه نسل آینده خود با معماری 3 نانومتری کار می‌کند.

بر اساس یک گزارش جدید غول کوپرتینویی پیش‌تر حجم زیادی از سفارشات تولید تراشه 3 نانومتری در سال 2022 را رزرو نموده است. تراشه‌های 3 نانومتری احتمالا در سال آینده به بازار عرضه نخواهند شد؛ اما در سال‌های 2022 و 2023 این تراشه‌ها یقینا اهمیت مضاعفی پیدا خواهند کرد. بر اساس اعلام برخی منابع خبری آگاه تراشه 3 نانومتری آینده اپل در آی‌پدها و مک‌بوک‌های کمپانی به‌کارگیری خواهد شد. اگرچه در این میان به گوشی‌های آی‌فون اشاره نشده است؛ اما برای امتناع کمپانی از تولید تراشه 3 نانومتری برای گوشی‌های آ‌ی‌فون هیچ دلیل قانع‌کننده‌ای وجود ندارد. گوشی‌های سری آی‌فون 14 اپل احتمالا از استاندارد جدید تراشه‌ها رونمایی خواهند کرد.

امسال غول کوپرتینویی از تراشه Apple M1 رونمایی کرد. به‌نظر می‌رسد که این پلتفرم ورژن قدرتمندتر تراشه موبایلی اپل محسوب می‌شود. نخستین تراشه اپل مبتنی بر معماری ARM عملکرد مطلوبی داشته و آغازگر عصر جدیدی برای کامپیوترهای مک است. در سال آینده احتمالا سایر تولیدکنندگان کامپیوترهای شخصی نیز به سراغ استفاده از تراشه‌هایی با معماری ARM خواهند رفت.

برای سال آینده انتظار می‌رود که اپل به بررسی فرآیند 5 نانومتری ادامه داده و احتمالا از تراشه‌هایی با معماری +5nm رونمایی کند. TSMC با دریافت تائیدیه های مربوطه تقریبا از آمادگی لازم برای به‌کارگیری فرآیند 3 نانومتری برخوردار است. بر این اساس تولید آزمایشی تراشه‌های 3 نانومتری احتمالا در سال آینده آغاز شده و تولید انبوه آن‌ها نیز از سال 2022 کلید خواهد خورد.

کمپانی TSMC در رقابت تولید تراشه‌های 3 نانومتری پیشتاز است

بر اساس اعلام زنجیره تامین مراحل آماده‌سازی فرآیند تولید آزمایشی تراشه‌های 4 و 3 نانومتری توسط کمپانی TSMC به آرامی در حال پیشرفت است. این شرکت تولید سالیانه 600 هزار قطعه تراشه را هدف‌گذاری نموده است. بعلاوه TSMC قصد دارد تا از ظرفیت تولید ماهیانه بالغ بر 50 هزار قطعه اطمینان حاصل کند. در زمینه تولید تراشه‌های 3 نانومتری سرمایه‌گذاری هنگفتی انجام شده است. همچنین بر اساس اعلام گزارش کمپانی سامسونگ تراشه‌های 3 نانومتری خود را با روندی متفاوت اولید می‌کند و در این شرایط TSMC از رقیب کره‌ای خود حداقل 1.5 سال جلوتر است.

ظاهرا به منظور بازگشت مبالغ سرمایه‌گذاری شده بایستی ظرف مدت تقریبا 2 سال حداقل 300 میلیون تراشه مورد بهره‌برداری قرار گیرد. اپل به تدریج در مسیر توسعه و معرفی تراشه‌های اختصاصی طراحی شده توسط خود حرکت می‌کند. بر این اساس انتظار می‌رود که در سال‌های 2021 و 2022 این شرکت محصولات بیش‌تری را به‌همراه تراشه‌های سفارشی خود عرضه نماید.

نوشته اپل سفارشات تولید تراشه 3 نانومتری آینده خود را به کمپانی TSMC ارائه نموده است اولین بار در اخبار فناوری و موبایل پدیدار شد.

کمپانی تایوانی تولیدکننده تراشه موسوم به TSMC تولید انبوه تراشه‌های 3 نانومتری را در 6 ماهه دوم سال 2022 آغاز خواهد کرد. این مورد آخرین گزارش منتشر شده در خصوص پیشرفت فرآیند تولید 3 نانومتری TSMC به‌شمار می‌رود. بعلاوه ظرفیت تولید ماهیانه این فرآیند نیز برابر با 55 هزار قطعه خواهد بود. بر اساس اعلام Liu Deyin؛ ریاست TSMC با آغاز فرآیند تولید انبوه تراشه‌های 3 نانومتری تعداد کارمندان شاغل در Tainan Science Park به حدودا 20 هزار نفر خواهد رسید. تعداد کارمندان فعلی این شرکت برابر با 15 هزار نفر است.

در ماه آگوست سال جاری Mi Yujie؛ معاون ارشد TSMC اعلام کرد که این کمپانی مایل است تا به توسعه و ارتقاء چشمگیر فرآیند تولید تا مقیاس 3 نانومتری و پایین‌تر ادامه دهد. بر اساس پیش‌بینی TSMC فرآیند 3 نانومتری جدیدترین و پیشرفته‌ترین فناوری تولید تراشه در سال 2022 به‌شمار خواهد رفت. مزایای این فناوری در مقایسه با فرآیند 5 نانومتری نسبتا ناچیز هستند. در این‌حالت کارآیی تراشه تنها 1.1 تا 1.15 برابر افزایش خواهد یافت؛ در حالی‌که میزان مصرف انرژی 1.25 تا 1.3 برابر کاهش پیدا می‌کند. این تغییرات در مقایسه با فرآیند 5 نانومتری و نه مدل ارتقایافته آن موسوم به N5P محاسبه شده‌اند.

با مقایسه کارآیی فرآیندهای 3 نانومتری و 7 نانومتری بایستی خاطرنشان کرد که کارآیی فرآیند N3 حدودا 1.25 تا 1.35 برابر بیش‌تر است. همچنین میزان مصرف انرژی در موارد کاربری مشابه نیز بین 1.55 تا 1.6 برابر کاهش یافته است. تمامی مضارب اعلام شده در این مقایسه‌ها با فرض به‌کارگیری ترانزیستورهای ایده‌آل محاسبه شده‌اند؛ پدیده‌ای که لزوما با محصولات واقعی تولید شده توسط کمپانی‌های AMD و اینتل مطابقت ندارد.

فرآیند 3 نانومتری TSMC در عوض استفاده از فناوری GAA (ترانزیستورهای دارای اثر میدانی با ساختار پیچیده) کماکان از ترانزیستورهایی با اثر میدانی FinFET بهره‌برداری خواهد کرد. این فرآیند با فناوری مورد استفاده توسط سامسونگ متفاوت است. غول کره‌ای پیش‌تر اعلام کرد که در تولید تراشه‌های 3 نانومتری از فناوری GAA استفاده خواهد کرد.

سامسونگ در تلاش برای پیشی گرفتن از TSMC به‌دنبال تولید انبوه تراشه‌های 3 نانومتری در سال 2022 است

سامسونگ و TSMC تنها شرکت‌هایی هستند که امکانات لازم برای تولید تراشه‌های 5 نانومتری را در اختیار دارند. با این‌حال به‌نظر می‌رسد که سامسونگ در سایه TSMC قرار دارد؛ اما غول کره‌ای برای مقابله برنامه‌ریزی مناسبی انجام داده است. بر اساس گزارشات اخیر سامسونگ الکترونیکس تمام تلاش خود را برای رقابت با TSMC به‌کار گرفته است. کمپانی کره‌ای قصد دارد تا تولید انبوه تراشه‌های 3 نانومتری را در سال 2022 آغاز نماید.

پارک جائه هونگ؛ مدیر اجرایی سامسونگ الکترونیکس اخیرا در جریان برگزاری یک رویداد اعلام کرد که کمپانی تولید انبوه تراشه‌های 3 نانومتری در سال 2022 را هدف‌گذاری نموده است. بر اساس اعلام این مدیر اجرایی، کمپانی با همکاری شرکای اصلی خود مشغول توسعه ابزارهای اولیه طراحی تراشه‌های 3 نانومتری است. در حال حاضر سامسونگ در زمینه کسب‌وکار تراشه نسل آینده خود مبلغ 116 میلیارد دلار سرمایه‌گذاری نموده است. این کسب‌وکار شامل تولید تراشه برای مشتریان خارجی است.

لی ژای‌یونگ؛ رهبر سامسونگ الکترونیکس پیش‌تر اعلام کرد که کمپانی قصد دارد تا از جدیدترین نسل فناوری 3 نانومتری موسوم به (Gate-All-Around (GAA بهره‌برداری نماید. این فناوری به منظور تولید تراشه‌های پیشرفته و ارائه آن‌ها به مشتریان در سراسر جهان توسعه یافته است. همان‌طور که می‌دانیم؛ سامسونگ تولید انبوه تراشه‌های 5 نانومتری را آغاز کرده و اکنون مشغول توسعه فرآیند 4 نانومتری است. در حال حاضر سامسونگ الکترونیکس دومین کمپانی بزرگ در عرصه کسبو‌کار تراشه به‌شمار می‌رود. سال گذشته کمپانی TSMC با کسب سهم 52 درصدی از بازار بالاتر از سامسونگ قرار گرفت و رتبه نخست را به خود اختصاص داد.

نوشته TSMC تولید انبوه تراشه‌های 3 نانومتری را در 6 ماهه دوم سال 2022 آغاز خواهد کرد اولین بار در اخبار فناوری و موبایل پدیدار شد.

تراشه‌های قدرتمندی نظیر اسنپ‌دراگون 855 کوالکام، A13 بایونیک اپل و های‌سیلیکون کایرین 990 هواوی، همگی دارای یک وجه اشتراک هستند. این 3 تراشه به‌ترتیب توسط کمپانی‌های کوالکام، اپل و هواوی طراحی شده‌اند؛ اما در واقع تولید تمامی آن‌ها توسط یک کمپانی تایوانی سازنده نیمه‌هادی با نام TSMC انجام شده است. این کمپانی بزرگ‌ترین تولیدکننده مستقل نیمه‌هادی‌ها در جهان به‌شمار می‌رود. هر 3 تراشه فوق با استفاده از اشکال مختلف فرآیند 7 نانومتری TSMC تولید شده‌اند. این رقم بیانگر تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در مدارات یکپارچه است. کاهش رقم فرآیند به‌معنای افزایش تعداد ترانزیستورهای به‌کارگیری شده در یک تراشه و نهایتا ارتقاء توان پردازشی و بهره‌وری انرژی آن خواهد بود. تعداد ترانزیستورهای موجود در این تراشه‌ها فراتر از حد تصور شما خواهد بود. ورژنی از تراشه کایرین 990 مجهز به مودم 5G یکپارچه دارای بیش از 10.3 میلیارد ترانزیستور است.

اکنون سال‌هاست که شماره فرآیند، سیری نزولی را طی می‌کند. پیش‌تر در دهه 1960، گوردون مور؛ موسس شرکت اینتل متوجه شد که تعداد ترانزیستورهای موجود در تراشه‌ها هر ساله 2 برابر شده است. در دهه 1970 این پدیده تحت‌عنوان قانون مور مورد بازبینی قرار گرفت. تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در تراشه‌های فوق نیز هر ساله 2 برابر می‌شود. تولید چنین تراشه‌هایی بسیار دشوار است؛ اما TSMC قصد دارد که تا سال آینده، فرآیند تولید تراشه‌های 5 نانومتری را آغاز نماید. سامسونگ نیز یک واحد تولیدکننده تراشه را راه‌اندازی نموده و سال آینده فرآیند ساخت تراشه‌های 5 نانومتری را آغاز خواهد کرد. اما در اوایل سال آینده، سامسونگ برای ساخت پلتفرم موبایلی معرفی نشده اسنپ‌دراگون 865 از خطوط تولید با فناوری 7 نانومتری EUV خود بهره خواهد برد. EUV مخفف لیتوگرافی ماوراءبنفش بی‌نهایت است. این فناوری امکان نشانه‌گذاری دقیق‌تر مدار تراشه و استقرار ترانزیستورهای بیش‌تر درون آن را فراهم می‌کند.

در سال 2021، پلتفرم موبایلی اسنپ‌دراگون 875 توسط کمپانی TSMC تولید شده و به احتمال فراوان نخستین تراشه 5 نانومتری به‌کارگیری شده در هندست‌های اندرویدی به‌شمار خواهد رفت. تولید تراشه A14 اپل توسط TSMC و با استفاده از فرآیند 5 نانومتری این شرکت نیز امری کاملا محتمل است. بایستی خاطرنشان کرد که آی‌فون‌های سال 2020 تا اواخر 3 ماهه سوم سال آینده معرفی نخواهند شد. با تکمیل هر 3 فاز خطوط تولید Fab 18 کمپانی TSMC تا سال 2021، هر ماهه 1 میلیون مدار ویفر به تراشه‌های 5 نانومتری تبدیل خواهند شد.

اینتل به‌دنبال پیشتازی مجدد در زمینه جدیدترین فرآیندهای تولیدی است

اما پس از تولید تراشه‌های 5 نانومتری چه اتفاقاتی روی خواهند داد؟ بر اساس شایعات پیشین، TSMC و سامسونگ به‌دنبال تولید تراشه‌های 3 نانومتری هستند. ظاهرا قانون مور هنوز باطل نشده است. وب‌سایت ITHome گزارش می‌دهد که فرآیند ساخت خطوط مونتاژ موردنیاز TSMC برای تولید تراشه‌های 3 نانومتری از هم‌اکنون آغاز شده است. این کمپانی تایوانی، تولید تراشه‌های 3 نانومتری را در سال 2023 شروع خواهد کرد. این مجموعه در فضایی با وسعت بیش از 74 هکتار و در محوطه پارک علم و فناوری تایوان‌جنوبی بنا خواهد شد. بر اساس گزارشات، ساخت خطوط تولید توسط TSMC حدودا 19.5 میلیارد دلار هزینه خواهد داشت. C.C.Wei؛ مدیرعامل TSMC در اوایل سال 2019 اعلام کرد که پروژه توسعه خطوط تولید تراشه‌های 3 نانومتری، بدون مشکل و طبق برنامه به پیش می‌رود. سامسونگ نیز به‌نوبه‌خود قصد دارد که در بازه زمانی سال‌های 2021 تا 2022، تولید تراشه‌های 3 نانومتری با استفاده از معماری نسل آینده GAA (گیت همه‌منظوره) خود را آغاز نماید. بر اساس اظهارات وب‌سایت Tom’s Hardware، چگالی ترانزیستور در تراشه‌های سامسونگ به اندازه تراشه‌های 3 نانومتری تولید شده توسط TSMC بالا نخواهد بود. این پدیده بدان معناست که تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در تراشه‌های سامسونگی در مقایسه با چیپست‌های ساخت TSMC به‌مراتب کم‌تر خواهد بود.

بر اساس گزارشات، TSMC برای پیاده‌سازی خطوط تولید تراشه‌های 3 نانومتری حدودا 19.5 میلیارد دلار هزینه کرده است

اینتل اخیرا از تصمیم خود برای تبدیل شدن به کمپانی پیشتاز در زمینه ارائه فرآیندهای تولید خبر داد. این در حالیست که اینتل اخیرا تولید پردازنده‌های موبایلی 10 نانومتری Ice Lake-U را آغاز نموده است.

Bob Swan؛ مدیرعامل اینتل می‌گوید: “با مراجعه به گذشته و بررسی تحولات 2 تا 2.5 سال اخیر متوجه خواهیم شد که اینتل، روال معرفی فرآیندهای تولیدی جدید را تسریع نموده است. تیم‌های مهندسی طراحی و فناوری فرآیند در اینتل از طریق همکاری نزدیک با یکدیگر تلاش می‌کنند تا پیچیدگی‌های طراحی فرآیند را تسهیل کرده و میان فاکتورهای زمان‌بندی، کارآیی، قدرت و هزینه نوعی توازن را ایجاد نمایند.”

چنین پدیده‌ای حقیقتا مستلزم جبران زمانی است که هنگام مواجهه اینتل با مشکلات فرآیند 10 نانومتری تلف شده بود. در حال حاضر اینتل احتمالا با فاصله زمانی 1 سال یا کمی بیش‌تر در پشت سر کمپانی‌های TSMC و سامسونگ حرکت می‌کند. برای مقایسه جالب است بدانید که پلتفرم موبایلی اسنپ‌دراگون 845 در سال 2018 با استفاده از فرآیند 10 نانومتری تولید شد.

اگرچه در مقطعی از زمان، فرآیند 5 نانومتری به‌عنوان پایان راه قانون مور قلمداد می‌شد؛ اما اکنون به‌نظر می‌رسد که چنین سناریویی تحقق نخواهد یافت. بر اساس برخی گزارشات، TSMC به منظور افزایش تعداد ترانزیستورهای به‌کارگیری شده در تراشه‌ها قصد دارد آن‌ها را درساختاری پشته‌ای و با چیدمان عمودی مورد استفاده قرار دهد. بعلاوه مطالعات دوره‌ای جهت یافتن مواداولیه موردنیاز برای تولید تراشه‌های آینده نیز در دست اقدام هستند.

نوشته برنامه TSMC برای تولید تراشه‌های 3 نانومتری در آینده نزدیک! اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.