Taiwanský výrobca polovodičov TSMC plánuje spustiť skúšobnú výrobu čipov pod hranicou jedného nanometra v roku 2029, ako uvádza portál Edgen Tech. Prvý zákazník v rade je podľa analytikov Apple, ktorého procesory pre iPhone a Mac majú vďaka exkluzívnemu prístupu k novým uzlom udržiavať dvojročný až trojročný náskok pred konkurenciou.
Pred sub-1nm výrobou však TSMC čaká iný míľnik. V roku 2028 má naplno naštartovať 1,4-nanometrový proces A14, ktorý podľa HotHardware prinesie oproti súčasnému 2nm procesu N2 až 30-percentnú úsporu energie pri rovnakých taktovacích frekvenciách, prípadne 15-percentný nárast výkonu pri rovnakej spotrebe. Hustota tranzistorov má stúpnuť o 20 percent.
Skúšobná výroba sub-1nm čipov začne v objeme okolo 5 000 waferov mesačne. Bežné výrobné linky TSMC dnes bežia v objemoch niekoľkonásobne vyšších, takže pôjde skôr o overovanie technológie než o masovú produkciu.
Závod v Taichungu
Pre proces A14 TSMC v októbri minulého roku začalo budovať nový závod v Taichungu. Výkonný riaditeľ C.C. Wei pri tejto príležitosti uviedol, že uzol A14 „definuje ďalšiu éru výpočtového výkonu a energetickej efektivity.“ Závod má využívať viac ako 30 EUV skenerov, čo z neho podľa portálu AnySilicon urobí jedno z najväčších centier pokročilej litografickej technológie na svete. Technicky za výkonnostnými parametrami stojí druhá generácia GAAFET nanosheet tranzistorov, ktoré nahrádzajú staršiu FinFET architektúru, a nová architektúra NanoFlex Pro optimalizovaná pre AI akcelerátory, dátovo-centrové procesory a mobilné zariadenia.
Sub-1nm výroba má prebehnúť v inej lokalite. TSMC na ňu plánuje využiť existujúce zariadenia v Tainane, konkrétne fabriku A10 a jej pridružené závody P1 až P4, ktoré budú koordinovane pracovať na dosiahnutí mesačného cieľa 5 000 waferov. Tainan pritom dlhodobo funguje ako centrum špičkovej výroby čipov na Taiwane.
56 miliárd dolárov
Celkové kapitálové výdavky TSMC na rok 2026 dosahujú 56 miliárd dolárov, pričom značná časť smeruje k vybaveniu pre procesy 1,4nm a nižšie, informuje AInvest. Kľúčovým partnerom zostáva ASML, ktorého High-NA EUV litografické zariadenia sú nevyhnutnou podmienkou pre výrobu čipov na takto extrémnych škálach. Práve tieto investície prepájajú oba kroky plánu: závod v Taichungu pre A14 aj skúšobné linky v Tainane pre sub-1nm uzol budú závisieť od dodávok toho istého zariadenia.
Portál Technology Magazine uvádza, že architektúra NanoFlex Pro je optimalizovaná nielen pre mobilné zariadenia, ale aj pre serverové farmy poháňajúce umelú inteligenciu. Každé percento energetickej efektivity pri prevádzkovaní dátových centier znamená podstatné úspory, čo robí z A14 a neskôr sub-1nm uzlov strategickú technológiu aj pre AI priemysel, kde nároky na výpočtový výkon neustále rastú.
Kvantový tunel
Za hranicou jedného nanometra narážajú výrobcovia na fyzikálne limity, ktoré investície samy o sebe nevyriešia. Hrúbka tranzistorových brán je na týchto škálach meraná len niekoľkými atómami. Elektróny presakujú cez bariéry, ktoré by pri väčších rozmeroch boli nepreniknuteľné, čo priamo ohrozuje podiel funkčných čipov z každého wafera. Tom’s Hardware v súvislosti s harmonogramom výskumného ústavu Imec, ktorý spolupracuje s TSMC, Intelom, Samsungom a ASML, uvádza, že za hranicou 1nm sa odvetvie posúva do oblasti angstrómových dimenzií, kde mnohé konkrétne technologické riešenia nie sú jasne dané ani na výskumnej úrovni. Imec zverejnil plán siahajúci až do roku 2036.
Gizmochina pripomína, že TSMC musí pred akýmkoľvek plošným nasadením najprv úspešne stabilizovať procesy 1,6nm a 1,4nm. Každý nový uzol si historicky vyžaduje mesiace, niekedy roky optimalizácie. Apple, ako pravdepodobne prvý zákazník v rade, bežne zadáva TSMC obrovské objemy výroby, čo mu dáva strategickú pozíciu pri prístupe k novým procesom pred konkurenciou. Ak plány vyjdú, čipy na báze nových uzlov by sa mohli po prvýkrát objaviť v nových MacBookoch koncom tohto desaťročia. Samsung a Intel medzitým vyvíjajú konkurenčné procesy na podobných škálach.
