Apple é muito caro, porque o custo é muito alto, TSMC abandona o processo N3

A estreia é o pico, que é quase um retrato fiel do chip M da Apple .

No passado, os MacBooks se concentravam no design elegante e nas vantagens ecológicas do macOS. Depois de mudar para os chips M, o maior recurso dos MacBooks gradualmente se tornou chips autodesenvolvidos .

Na conferência de imprensa, para o novo MacBook, o foco também mudou do design, processo de fabricação e ecologia multiplataforma para como o novo chip melhorou.

No entanto, sob os destaques da série M1, os chips M2 deste ano são muito sombrios.

Isso pode ser devido ao contraste causado pelas altas expectativas, mas o principal motivo é que o mesmo processo TSMC 5nm é usado como o M1.

Mesmo que a Apple tenha a equipe de design mais forte para chips Arm, ela não pode se livrar das limitações físicas.

Semelhante aos núcleos de desempenho Avalanche e aos núcleos de eficiência energética da Blizzard encontrados no A15, o M2 aumentou a contagem de núcleos, a área de matriz e a contagem total de transistores.

Após uma passagem, o M2 tem 18% de melhoria de desempenho da CPU e 35% da GPU em comparação com o M1.

Do ponto de vista numérico, parece ser uma iteração óbvia da atualização, mas na prática, os produtos equipados com M2 apresentam muitos problemas (redução de velocidade do SSD, redução de frequência, superaquecimento do núcleo), que não são tão bons quanto o M1 produtos do mesmo período.

De fato, antes do lançamento do M2, foi relatado que a TSMC estava trabalhando duro para produzir os chips de processo de 3nm de primeira geração, e a Apple também seria o primeiro lote de clientes.

Com o lançamento do M2 de 5nm, o DigiTimes informou que a Apple contratou toda a capacidade de produção dos chips de 3nm da TSMC, não apenas para os chips M3, mas também para a produção dos chips M2 Pro e M2 Max.

Desta forma, sob o processo de 3nm, o M2 Pro e o M2 Max terão uma melhoria significativa na eficiência energética, superando em muito o chip M2. Também é raro na indústria usar processos diferentes dentro de uma geração de chips.

O custo é muito alto, ninguém fez um pedido, a TSMC desistiu do processo N3

Para chips de 3 nm, não apenas a Apple, mas também Intel, AMD e Nvidia estão fazendo fila para esperar pela capacidade de produção de 3 nm da TSMC, que está em falta.

E a TSMC também produziu chips de 3 nm conforme programado e alcançou o rendimento de produção correspondente. No entanto, uma fonte disse recentemente que a TSMC decidiu abandonar o processo N3 internamente.

A razão fundamental para a inversão de 180° da produção ativa para o abandono é na verdade bastante simples, ou seja, o custo de produção é muito alto, tão alto que a Apple não está disposta a usá-lo.

Além disso, comparado com o processo N5, o processo N3 da TSMC tem uma melhoria de 10~15% no desempenho e uma redução de 25%~30% no consumo de energia, o que é um pouco desproporcional ao investimento excessivo.

De acordo com o plano da TSMC, o nó de 3nm possui quatro processos: N3, N3E, N3P e N3X. Pode-se entender que existem quatro gerações de processos de fabricação no nó de 3nm, e o desempenho, contagem de transistores e maturidade de cada geração têm melhorou.

Depois de abandonar o N3, que é o processo de 3 nm de primeira geração, a TSMC também começou a preparar um processo de segunda geração N3E mais econômico e maduro.

Comparado com o processo N5, o índice de eficiência energética tem uma melhoria mais óbvia, mas o tempo de produção em massa pode ser adiado para o segundo semestre de 2023.

Isso também significa que os chips M2 Pro e M2 Max originalmente planejados para serem lançados este ano ainda usarão o mesmo processo de 5 nm que o M2.

Juntamente com o design inalterado do MacBook Pro, sua estratégia de iteração de atualização é muito semelhante à "teoria de atualização Tick-Tock" anterior da Intel.

Samsung afirma ter vantagem em 3nm

Em termos de fundição de chips de ponta, apenas a Samsung pode competir diretamente com a TSMC. Na próxima competição para o nó de processo de 3 nm, a Samsung abandonou estrategicamente os 5 nm por um lado e, por outro lado, investiu pesadamente na construção de fábricas e linhas de produção.

E em julho, foi anunciado que a Samsung Semiconductor havia concluído a produção em massa e o envio de chips de 3nm.

No entanto, a Samsung frequentemente capotou na fundição de chips nos últimos dois anos. Os antigos grandes clientes Qualcomm, AMD e Nvidia entregaram novos pedidos à TSMC. Parece que não há clientes com recursos financeiros suficientes para personalizar chips de 3 nm.

Quando a mídia estrangeira perguntou sobre a lista de remessas, eles encontraram apenas uma empresa de semicondutores chamada Shanghai Pansi, cujo principal negócio é o design de chips para máquinas de mineração de moeda virtual e tem escala limitada.

Juntamente com a atual desaceleração do mercado de moedas virtuais, é difícil dizer quantos pedidos a Samsung ganhou.

Por outro lado, depois de saber que 3nm foi colocado em produção, a Qualcomm, um antigo cliente, não se apressou em filmar, mas adotou uma atitude de esperar para ver.

Não há muitas remessas, e também foi especulado pelo mundo exterior que a produção em massa de chips de 3 nm da Samsung é mais como uma "ferramenta de marketing", e não está descartado que os chips de produção experimental sejam usados ​​como produção em massa.

A Samsung Semiconductor, que perdeu grandes clientes um após o outro, atualmente tem apenas um grande cliente na divisão de chips Exynos. É só que o chip Exynos ainda é desfavorável, mesmo que seja puxado pela AMD recentemente, e também divulgou notícias de que as filmagens do chip de 3nm serão adiadas até a produção em massa do processo de 3nm de segunda geração em 2024, no mínimo .

Além do departamento de chips Exynos , os chips desenvolvidos pela própria Tensor do Google também continuam sendo entregues à Samsung Semiconductor.

No entanto, a série Pixel do Google não é uma grande transportadora no mercado de smartphones, respondendo por apenas 3% da participação global no final do ano passado, muito longe da Qualcomm.

De acordo com a Samsung, ela tem uma vantagem na produção em massa de 3nm, mas ainda não está claro sobre os embarques de chips de fundição subsequentes.

Cheiro de pasta de dente de chips móveis

Para os chips móveis de última geração de hoje, a tecnologia de processo avançada tornou-se um fator importante no crescimento da eficiência energética.

O chip de 3 nm, que originalmente deveria ser produzido em massa e enviado até o final deste ano, foi adiado devido aos altos custos, o que pode causar um gargalo no crescimento de chips móveis de última geração.

4nm e 5nm ainda se tornarão os principais processos de fabricação para chips de ponta nos últimos anos, e seus índices de eficiência energética podem não alcançar os grandes avanços trazidos pelas inovações anteriores.

No futuro, mesmo que 3nm seja produzido em massa até o final de 2023, conforme planejado originalmente, será difícil retornar ao estado anterior em termos de considerações de custo.

Wei Zhejia, presidente da TSMC, disse no simpósio de tecnologia que "a era dos sistemas de abastecimento globalizados e sofisticados já passou". , os custos dos chips estão aumentando rapidamente.

O alto custo dos chips de 3nm de primeira geração da TSMC pode estar relacionado a esse motivo.

Além disso, de acordo com o plano da TSMC, o processo N2 será produzido em teste em 2025, que está se aproximando do limite físico do processo.

E com o avanço da tecnologia avançada, o aumento da densidade dos transistores trouxe também o problema do acúmulo de calor, neste momento não é viável empilhar núcleos como o Apple M para aumentar a área do chip.

Ontem a AMD anunciou a arquitetura Zen 4. Depois que o processo de produção foi atualizado de 7nm para 5nm, a área do chip foi reduzida em 12%, enquanto o número de transistores aumentou em 58%.

Da mesma forma, os processadores da série Ryzen 7000 apresentam uma melhoria significativa em comparação com a geração anterior, especialmente no desempenho multi-core.

Já no artigo anterior, nós também acreditávamos que a tecnologia chiplet (chiplet) da AMD tem um futuro relativamente "brilhante" O chip não será completamente preso pelo processo de fundição e tem um método de atualização mais flexível.

Sob a nuvem de produção em massa do processo de 3 nm, os projetos de chips dos fabricantes também podem precisar estabelecer novas arquiteturas com antecedência para evitar gargalos de eficiência energética.

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