Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. is op schema om in het derde kwartaal risicoproductie van chips te starten met behulp van zijn N4 (4 nm) fabricagetechnologie, volgens TSMC en DigiTimes-bronnen in de halfgeleidervoorziening ketting. Met de nieuwe node kunnen chipmakers het N5-ontwerp iets verkleinen en het stroomverbruik en de prestaties in 2022 verder optimaliseren.
TSMC’s N4 behoort tot de N5-familie van het bedrijf die ook N5, N5P en N5HPC omvat. Hoewel al deze technologieën afhankelijk zijn van zowel diep-ultraviolette lithografie (DUV) als extreem-ultraviolette lithografie (EUV), en veel dingen gemeen hebben, zijn ze toch behoorlijk verschillend en zijn ze ontworpen voor verschillende toepassingen.
TSMC’s N5P is een prestatieverbeterde versie van N5 die het frequentiepotentieel verhoogt tot 5% of verlaagt het stroomverbruik met maximaal 10% (bij dezelfde r tellen). Het knooppunt biedt een naadloze migratie van N5, dus het zou vrij eenvoudig moeten zijn om een ontwerp of IP van N5 naar N5P te migreren als de ontwerper nu de prestaties (of het stroomverbruik) van zijn system-on-chips (SoC’s) moet verhogen. Deze technologie wordt verondersteld nu beschikbaar te zijn.
N4 is een verdere evolutie van N5 die een 6% kleiner matrijsgebied mogelijk maakt via een optische krimp en wat verdere kracht-en prestatievoordelen mogelijk gemaakt door BEOL (back-end of line) verbeteringen. Het blijft de ontwerpregels, ontwerpinfrastructuur, SPICE-simulatieprogramma’s en IP’s van N5 gebruiken. Toch zal N4 EUV-scanners gebruiken voor meer lagen, wat het aantal maskers, processtappen en kosten zal verminderen.
Hoewel de N4 van TSMC zeker geen revolutionair fabricageproces is, is het nog steeds erg belangrijk voor de bestaande klanten van de gieterij en zal het de komende jaren worden gebruikt voor reguliere SoC’s.
Met risicoproductie met N4 in het derde kwartaal van 2021, kunnen we verwachten dat N4 eind 2021 of begin 2022 de mijlpaal voor hoogvolumeproductie (HVM) bereikt. De grootste klanten van TSMC zouden N4 eerder kunnen gebruiken dan andere bedrijven, aangezien zij hebben toegang tot nieuwe knooppunten voor andere spelers.
De evolutie van TSMC’s N5 eindigt niet bij N4. Specifiek voor krachtige toepassingen die hoge kloksnelheden nodig hebben, zal TSMC zijn N5HPC-technologie aanbieden vanaf Q2 2022. Dit knooppunt zal een tot 7% hogere frequentie bieden in vergelijking met N5 in combinatie met BEOL-verbetering met behoud van compatibiliteit met ontwerpregels. N5HPC zal met name handig zijn voor processors voor algemeen gebruik die hoge kloksnelheden nodig hebben vanwege hun bursty-gedrag.
