A TSMC se concentra em potência e eficiência com o novo nó de processo de 2 nm

A Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) acaba de lançar oficialmente seu nó de 2nm , apelidado de N2. Com lançamento previsto para 2025, o novo processo introduzirá uma nova tecnologia de fabricação.

De acordo com o teaser da TSMC, o processo de 2 nm fornecerá um aumento no desempenho puro em comparação com seu antecessor ou, quando usado nos mesmos níveis de potência, será muito mais eficiente em termos de energia.

A TSMC falou longamente sobre a nova tecnologia 2N, explicando o funcionamento interno de sua arquitetura. O 2N será o primeiro nó do TSMC a usar transistores de efeito de campo de gate all-around (GAAFETs) e aumentará a densidade do chip sobre o nó N3E em 1,1 vezes. Antes que o 2N seja lançado, a TSMC lançará chips de 3 nm, que também foram apresentados no 2022 TSMC Technology Symposium.

O nó de 3 nm virá em cinco níveis diferentes e, a cada novo lançamento, a contagem de transistores aumentará, aumentando assim o desempenho e a eficiência do chip. Começando com o N3, a TSMC lançará posteriormente o N3E (Aprimorado), N3P (Aprimorado em Desempenho), N3S (Aprimorado em Densidade) e, por último, o N3X “Ultra-High Performance”. Diz-se que os primeiros chips de 3 nm serão lançados no segundo semestre deste ano.

Embora o processo de 3 nm esteja mais próximo de nós em termos de data de lançamento, é o 2 nm que é um pouco mais interessante, embora ainda esteja a alguns anos de distância. O objetivo da TSMC com o nó de 2 nm parece ser claro – aumentar o desempenho por watt para permitir níveis mais altos de saída e eficiência. A arquitetura como um todo tem muito a recomendar. Vamos pegar os transistores de nanofolha GAA como exemplo. Eles têm canais cercados por portões por todos os lados. Isso reduzirá o vazamento, mas os canais também podem ser alargados, e isso traz um aumento de desempenho. Alternativamente, os canais podem ser reduzidos para otimizar o custo de energia.

Tanto o N3 quanto o N2 oferecerão aumentos de desempenho consideráveis ​​em comparação com o N5 atual , e todos eles oferecem a opção de balancear o consumo de energia com o desempenho por watt. Como exemplo (compartilhado pela Tom's Hardware ), comparando o N3 com o N5, obtém-se um ganho de até 15% no desempenho bruto e uma redução de energia de até 30% quando usado na mesma frequência. O N3E trará esses números ainda mais longe, até 18% e 34%, respectivamente.

Agora, o N2 é onde as coisas começam a ficar excitantes. Podemos esperar um aumento de desempenho de até 15% quando usado com o mesmo consumo de energia que o nó N3E e, se a frequência for reduzida para os níveis fornecidos pelo N3E, o N2 fornecerá uma energia até 30% menor consumo.

Onde o N2 será usado? Ele provavelmente encontrará seu caminho em todos os tipos de chips, desde sistemas móveis em um chip (SoCs), placas gráficas avançadas e processadores igualmente avançados. A TSMC mencionou que um dos recursos do processo de 2 nm é a “integração de chiplet”. Isso implica que muitos fabricantes podem usar o N2 para utilizar pacotes multi-chiplet para colocar ainda mais energia em seus chips.

Nós de processo menores nunca são uma coisa ruim. O N2, uma vez aqui, fornecerá alto desempenho para todos os tipos de hardware, incluindo as melhores CPUs e GPUs , otimizando o consumo de energia e as térmicas. No entanto, até que isso aconteça, teremos que esperar. O TSMC não iniciará a produção em massa até 2025, então, realisticamente, é improvável que vejamos dispositivos baseados em 2nm entrando no mercado antes de 2026.