Фирмы-гиганты наперегонки разрабатывают 2-нм чипы: как они могут перевернуть мир

Крупнейшие производители полупроводников TSMC, Samsung и Intel стремятся разработать чипы по 2-нанометровому технологическому процессу, которые станут основой следующего поколения смартфонов, центров обработки данных и искусственного интеллекта. В гонке пока что побеждает китайская TSMC, передает Financial Times.

Действительно ли чипы 2-нанометровые

Как заявили в TSMC, 2-нанометровая технология "заточена" на улучшение энергетической эффективности, вследствие чего скорость переключения транзисторов, которая влияет на производительность чипа, вырастет на 10-15 %. При этом энергопотребление либо останется на прежнем уровне (т.е. не возрастет), либо даже снизится на 20-30%, тогда как уровень быстродействия будет высоким. И еще один важный момент: при 2-нм техпроцессе плотность размещения транзисторов по сравнению с техпроцессом N3E вырастет на 20%.

На протяжении десятилетий производители микросхем стремились создавать более компактные продукты. Чем меньше транзисторов на кристалле, тем ниже энергопотребление и выше их скорость. Сегодня такие термины, как "2 нанометра" и "3 нанометра", широко используются для обозначения каждого нового поколения чипов, а не для обозначения реальных физических размеров полупроводника.

Любая компания, которая станет технологическим лидером в области передовых полупроводников следующего поколения, будет иметь хорошие возможности для доминирования в отрасли чипов, где объем продаж чипов в 2022 году превысил 500 млрд долларов США. Прогнозируется, что этот показатель будет расти и дальше из-за резкого роста спроса на чипы для центров обработки данных (ЦОД), которые обеспечивают работу нейросетей.

Что предлагают клиентам TSMC, Samsung и Intel

"TSMC, которая доминирует на мировом рынке процессоров, уже продемонстрировала результаты технологических испытаний своих прототипов процессоров "N2" некоторым из своих клиентов, включая Apple и Nvidia", — пишет издание, ссылаясь на источники.

Известно, что массовое производство чипов N2 начнется в 2025 году, и первой появится мобильная версия. А так как Apple является главным заказчиком TSMC, то, возможно, процессорами оснастят iPhone следующей серии. Напомним, что iPhone 15 Pro и Pro Max были первыми смартфонами, получившими 3-нанометровые чипы TSMC. Версии для ПК, а затем и высокопроизводительные вычислительные чипы, рассчитанные на более высокие нагрузки, появятся позже.

Два источника в комментарии Financial Times заявили, что Samsung 2-нанометровые прототипы чипов собственного производства по заниженным ценам, пытаясь привлечь крупных клиентов, включая Nvidia. По их словам, американский разработчик Qualcomm планирует использовать чип Samsung "SF2" в своих высокопроизводительных процессорах для смартфонов следующего поколения.

Компания Intel, в свою очередь, заявила о выпуске чипов следующего поколения к концу 2024 года. Аналитики полагают, что это может вернуть ей преимущество перед азиатскими конкурентами.

Чьи процессоры лучше и почему

Тем временем Intel продвигает свой чип следующего поколения "18A" на технологических конференциях и предлагает бесплатное тестовое производство фирмам-разработчикам микросхем. Американская компания заявляет, что собирается начать производство 18A в конце 2024 года, что потенциально сделает ее первым производителем микросхем следующего поколения. Однако в TSMC этим фактом не обеспокоены, так как уверены, что их 3-нанометровый вариант, который уже есть на рынке, сопоставим с Intel 18A по мощности, производительности и плотности.

Что качается Samsung, то компания настаивает на том, что производительность ее 3-нм устройств удалось улучшить. Но, по словам двух человек, близких к Samsung, производительность простейшего 3-нм чипа составляет всего 60%, что значительно ниже ожиданий клиентов и, вероятно, упадет еще больше при производстве более сложных чипов, эквивалентных Apple A17 Pro или графическим процессорам Nvidia.

"Samsung пытается совершить квантовый скачок", — сказал Дилан Патель, главный аналитик исследовательской компании SemiAnalysis. "Они могут утверждать, что угодно, но они до сих пор не выпустили полноценного 3-нанометрового чипа".

И Samsung, и Intel также надеются заполучить новых клиентов, стремящихся снизить свою зависимость от TSMC. В июле исполнительный директор AMD заявил, что "рассмотрит другие производственные возможности" помимо тех, которые предлагает TSMC, поскольку компания стремится к большей "гибкости".

Лесли Ву, исполнительный директор консалтинговой фирмы RHCC, сказал, что основные клиенты, которым требуются технологии на уровне 2 нанометров, не хотят больше полагаться только на TSMC, т.к. это, по их мнению, "слишком рискованно". Но Марк Ли, аналитик из компании Bernstein, утверждает, что несмотря на "китайскую угрозу", TSMC все равно остается лидером, когда речь идет о стоимости и эффективности устройств.

Ранее мы сообщали о том, что компания IBM продемонстрировала самый мощный в мире квантовый процессор Heron, который оперирует 133 кубитами выдает в 5 раз меньше ошибок. На его основе работает первый в истории модульный квантовый компьютер Quantum System Two.