TSMC se concentre sur la puissance et l’efficacité avec le nouveau nœud de processus de 2 nm

La Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) vient de dévoiler officiellement son nœud 2nm , surnommé le N2. Prévu pour sortir en 2025, le nouveau processus introduira une nouvelle technologie de fabrication.

Selon le teaser de TSMC, le processus de 2 nm fournira soit une amélioration des performances pures par rapport à son prédécesseur, soit, lorsqu'il est utilisé aux mêmes niveaux de puissance, sera beaucoup plus économe en énergie.

TSMC a longuement parlé de la nouvelle technologie 2N, expliquant le fonctionnement interne de son architecture. Le 2N sera le premier nœud de TSMC à utiliser des transistors à effet de champ tout autour de la porte (GAAFET) et augmentera la densité de puces sur le nœud N3E de 1,1 fois. Avant la sortie du 2N, TSMC lancera des puces 3 nm, qui ont également été taquinées lors du 2022 TSMC Technology Symposium.

Le nœud 3nm va se décliner en cinq niveaux différents, et à chaque nouvelle version, le nombre de transistors augmentera, augmentant ainsi les performances et l'efficacité de la puce. En commençant par le N3, TSMC publiera plus tard le N3E (Enhanced), le N3P (Performance Enhanced), le N3S (Density Enhanced) et enfin le N3X "Ultra-High Performance". Les premières puces 3 nm devraient être lancées au cours du second semestre de cette année.

Alors que le processus 3 nm est plus proche de nous en termes de date de lancement, c'est le 2 nm qui est légèrement plus intéressant, même s'il reste encore quelques années. L'objectif de TSMC avec le nœud de 2 nm semble être clair – augmenter les performances par watt pour permettre à la fois des niveaux de sortie et d'efficacité plus élevés. L'architecture dans son ensemble a beaucoup à recommander. Prenons l'exemple des transistors nanosheet GAA. Ils ont des canaux entourés de portes de tous côtés. Cela réduira les fuites, mais les canaux peuvent également être élargis, ce qui apporte un gain de performances. Alternativement, les canaux peuvent être rétrécis pour optimiser le coût de l'énergie.

Le N3 et le N2 offriront des augmentations de performances considérables par rapport au N5 actuel , et tous offrent le choix d'équilibrer la consommation d'énergie avec les performances par watt. À titre d'exemple (partagé pour la première fois par Tom's Hardware ), en comparant le N3 au N5, on obtient jusqu'à 15 % de gain de performances brutes et jusqu'à 30 % de réduction de puissance lorsqu'il est utilisé à la même fréquence. Le N3E amènera ces chiffres encore plus loin, jusqu'à 18% et 34%, respectivement.

Maintenant, le N2 est l'endroit où les choses commencent à devenir excitantes. Nous pouvons nous attendre à voir une amélioration des performances jusqu'à 15 % lorsqu'il est utilisé avec la même consommation d'énergie que le nœud N3E, et si la fréquence est ramenée aux niveaux fournis par le N3E, le N2 fournira une puissance jusqu'à 30 % inférieure. consommation.

Où le N2 sera-t-il utilisé ? Il trouvera probablement sa place dans toutes sortes de puces, allant des systèmes mobiles sur puce (SoC), des cartes graphiques avancées et des processeurs tout aussi avancés. TSMC a mentionné que l'une des caractéristiques du processus 2nm est «l'intégration de chiplets». Cela implique que de nombreux fabricants peuvent utiliser le N2 pour utiliser des packages multi-puces afin d'intégrer encore plus de puissance dans leurs puces.

Les nœuds de processus plus petits ne sont jamais une mauvaise chose. Le N2, une fois arrivé, offrira des performances élevées à toutes sortes de matériels, y compris les meilleurs processeurs et GPU , tout en optimisant la consommation d'énergie et les thermiques. Cependant, jusqu'à ce que cela se produise, nous devrons attendre. TSMC ne commencera pas la production de masse avant 2025, donc de manière réaliste, il est peu probable que nous voyions des appareils basés sur 2 nm entrer sur le marché avant 2026.