Una delle cose positive emerse dall’amministrazione Trump è stata l’attenzione alla produzione di semiconduttori negli Stati Uniti. Ciò ha portato la principale fonderia del mondo, TSMC, ad aprire un impianto di fabbricazione di chip a Phoenix, in Arizona, che dovrebbe entrare in funzione nel 2024 con i chip che escono dalla linea prodotti utilizzando il nodo di processo a 5 nm della fonderia.
Apple e TSMC discutono di spostare la produzione di chip a 3 nm negli Stati Uniti
In parole povere, più basso è il nodo di processo, più piccolo è il transistor impiegati nel componente che consentono a più di loro di adattarsi all’interno del chip. Questo è importante perché di solito maggiore è il numero di transistor inseriti all’interno di un chip, più potente ed efficiente dal punto di vista energetico. Quest’anno, Samsung Foundry spedirà chip a 3 nm e l’anno prossimo TSMC consegnerà l’A17 Bionic a 3 nm ad Apple per iPhone 15 Pro e iPhone 15 Ultra.
I transistor Gate All Around saranno utilizzati nella produzione a 3 nm di Samsung e la produzione a 2 nm di TSMC. Image Credit CopperPod
Ad esempio, l’A13 Bionic trovato nella serie iPhone 11 del 2019 è stato realizzato da TSMC utilizzando il suo nodo di processo a 7 nm e trasporta 8,5 miliardi di transistor. L’A16 Bionic utilizzato per alimentare i modelli di iPhone 14 Pro è realizzato da TSMC utilizzando il suo processo avanzato a 5 nm (che si chiama 4 nm) e ogni chip è dotato di quasi 16 miliardi di transistor. Nel maggio 2021, IBM ha annunciato di aver sviluppato un chip da 2 nm che sarebbe stato in grado di”entrare in 50 miliardi di transistor in uno spazio grande più o meno come un’unghia”. Apple, che rappresenta il 25% delle entrate annuali di TSMC, avrebbe amo spostare la produzione di chip in un’area del mondo che non è potenzialmente al centro dell’attenzione della Cina come lo è Taiwan. Con la Cina che cerca di diventare autosufficiente nella produzione di chip, c’è sempre il timore che il paese abbia gli occhi puntati su Taiwan. Apple vorrebbe spostare la produzione all’avanguardia di TSMC fuori da Taiwan e negli Stati Uniti. Come abbiamo detto, la struttura statunitense di TSMC dovrebbe produrre chip a 5 nm. Ma secondo TechSpot, sia Apple che TSMC stanno discutendo di trasferire la produzione a 3 nm di TSMC negli Stati Uniti. Ciò potrebbe richiedere a TSMC di portare alcuni dei migliori talenti negli Stati Uniti. Apple sarebbe in grado di accedere ai suoi chip più velocemente se TSMC potesse produrli in Arizona e forse questo potrebbe sollevare Apple da alcune delle preoccupazioni che potrebbe avere sulla situazione geopolitica. Inoltre, una delle fabbriche di TSMC sta ora lavorando su un modo per ridurre il nodo di processo a 1 nm. Il mese scorso, Samsung Foundry ha annunciato una tabella di marcia per la produzione di chip che passerà dal nodo di processo a 3 nm di quest’anno a 2 nm nel 2025. Nel 2027, Samsung Foundry afferma che produrrà chip utilizzando un nodo di processo a 1,4 nm. Intel ha annunciato l’anno scorso che le nuove tecnologie le consentiranno di competere per la leadership di processo entro il 2025 con TSMC e Samsung.
TSMC non passerà ai transistor Gate All Around finché non inizierà a distribuire chip a 2 nm
Il problema che aziende come TSMC, Samsung Foundry e Intel devono affrontare è come rendere i transistor più piccoli. L’intero processo è estremamente complesso. Negli ultimi anni, TSMC e Samsung Foundry hanno utilizzato i cosiddetti transistor FinFET (effetto di campo a forma di pinna). Samsung quest’anno ha iniziato a utilizzare i transistor Gate-All-Around (GAA).
I transistor GAA possono avere il gate in contatto con tutti e quattro i lati del canale del transistor per dargli un maggiore controllo sul flusso di corrente (i transistor FinFET coprono solo tre lati del canale) da sostituendo la pinna verticale con pile orizzontali di quelli che vengono chiamati nanosheet. Il transistor GAA, progettato per primo da Samsung, può aiutare a ridurre le dimensioni del transistor (i vantaggi di cui abbiamo accennato in precedenza) e migliorare la densità del transistor consentendo più transistor all’interno di un chip.
I chip GAA consentono anche di allargare il canale all’interno il componente che consentirà al chip di essere più veloce. Aiuterà anche a guidare chip più efficienti dal punto di vista energetico. Tieni presente che TSMC si attiene a FinFET per la sua produzione a 3 nm e utilizzerà GAA quando i chip a 2 nm inizieranno a uscire dalla linea. Samsung sta già utilizzando GAA sui suoi componenti a 3 nm.
