Před deseti lety touto dobou byl Intel špičkou polovodičových technologií a uvedl první FinFETový proces. Dnes je po dlouholetých lapsech Intelu naopak jasným lídrem TSMC, které naopak udělalo excelentní pokroky. I u něj se ale už projevilo, že pokročilé procesy jsou čím dál těžší a 3nm technologie má zpoždění. Zatímco ale čipy vyráběné první verzí N3 mají zpoždění, vypadá to, že by to mohla brzo zachránit vylepšená verze N3E.
Původně se čekalo, že 3nm čipy vyráběné na procesoru TSMC N3, třeba procesory od Apple, by mohly být na trhu už letos. Jenže pak firma přiznala zpoždění a upravila plány s tím, že sice výroba začne někdy během druhé poloviny roku 2022, nebude to dost brzo pro vydání a na trhu tak 3nm čipy budou až v roce 2023. TSMC údajně zrealizuje první „produkční dodávky“ v první čtvrtině roku 2023. Toto by mohlo být proto, že zpracování waferů trvá kvůli velkému počtu výrobních kroků mnoho týdnů, takže možná došlo k tomu, že začátek výroby bude na podzim, ale klient dostane výsledek až po novém roce.
Proces N3E předčil plány, výtěžnost je dobrá
Objevily se i jisté zvěsti o tom, že parametry čipů nemusí být tak dobré, jak se čekalo. TSMC loni na podzim oznámilo, že chystá verzi 3nm procesu s vylepšeným výkonem, označenou N3E, což by se dalo interpretovat tak, že původní verze trošku zaostala za očekávání a je třeba jí vylepšit parametry, ale samozřejmě těžko vědět, jestli to třeba není omyl, protože vylepšené verze procesů se dělají i v případě úspěchu.
Každopádně měl proce N3E proti původní verzi 3nm procesu zlepšit výkon, energetickou efektivitu a také výtěžnost. Původně měl tento proces být k dispozici jeden rok po dostupnosti základní verze N3. Objevila se informace, že N3E používá EUV místo 25 jen na 21 vrstev, což by ho zlevnilo a zrychlilo výrobu, ale také by to mohlo ukazovat na to, že u N3 bylo použití EUV příliš agresivní. Nicméně toto zhorší hustotu tranzistorů, možná až o 8 % (hustota je ale pořád 1,6× vyšší než u N5).
TSMC údajně také vyvíjí jinou alternativní vylepšenou verzi procesu N3 označenou N3B, o níž ale není moc informací a prý je určená „pro vybrané klienty“. Je možné, že tato verze nebude zahrnovat ona zlevňovací opatření provedená v N3E a mít tedy lepší hustotu tranzistorů.
EUV laser ASML NXE:3300B používaný pro výrobu čipů (Zdroj: ASML)Teď ale dochází ke změně. Od Morgan Stanley přišla zpráva, že výtěžnost tohoto připravovaného procesu se daří zlepšovat a je na tom lépe, než co by se v této fázi vývoje a testování očekávalo. Výtěžnost má být také lepší než u onoho procesu N3B. To z pohledu inženýrů může znamenat, že jsou vlastně ve vývoji napřed a že by technologie mohla být připravené k použití dříve, než měla. A podle Morgan Stanley se to zřejmě stane.
Už Q2 2023?
TSMC nyní údajně plány posune dopředu a vývoj technologie N3E uzavře ještě před koncem března. Pokud tedy toto byla pravda, tak už zřejmě specifikace opravdu jsou „.zmražené“. Nyní se objevily zprávy, že TSMC opravdu „akcelerovalo“ přípravy a že se začátek komerční výroby přesunul z roku 2024 ještě do roku 2023, takže by proces přišel jen měsíce po příchodu první generace 3nm procesu N3. Dokonce by možná mohla výroba běžet již před koncem druhého kvartálu Q2 2023.
Na procesu N3E by se údajně měly vyrábět budoucí procesory Apple, včetně těch pro tablety a notebooky (tedy možná řada A17X a M3?). Vedle Apple ale tuto technologii použijí také Qualcomm a Intel – ten má na 3nm procesu TSMC vyrábět některé části procesorů, ale možná to bude nejdřív N3 (u generace Meteor Lake) a na N3E přejde Intel až u další generace. Také by se ale mohlo jednat o samostatná GPU Arc.
Prezentace 3nm procesu během TSMC Technology Symposium (Zdroj: AnandTech)Ryzen 8000 bez použití 3nm procesu?
Vzhledem ke zpoždění 3nm procesu (první generace) a případným dalším problémům se objevují pochybnosti, zda výrobci čipy plánované pro 3nm proces nebudou, respektive nebyli nuceni přesměrovat na 4nm proces. To pravděpodobně udělal Apple s nadcházející generací procesorů pro telefony A16, ale objevily se dohady, zda k tomu nebude nuceno i AMD.
To mělo podle původního plánu na 3nm proces prý skočit poměrně rychle – možná už Ryzeny 8000 měly být 3nm, tedy jen po jedné generaci 5nm procesorů (Ryzen 7000). Ale spekuluje se, že bude AMD nuceno použít pro jistotu horší a prověřenější 4nm proces, který je vylepšeným derivátem 5nm technologie. To by znamenalo horší energetickou efektivitu a možná i frekvence a výkon. Pokud by ale alternativou byly problémy s nedostatečnou kapacitou výroby a výtěžností, možná by to byla nutná oběť.
I AMD pak samozřejmě bude moci použít proce N3E, ale protože bude přes akceleraci vývoje pořád dostupný ještě později než N3, znamená to, že není náhradou a aplikován by mohl být třeba až u následující generace.
Tip: Přímo proti Intelu: TSMC uvádí speciální křemíkové procesy pro maximální výkon. První je N4X
Zdroje: Retired Engineer (1, 2), techPowerUp
