Фірми-гіганти наввипередки розробляють 2-нм чипи: як вони можуть перевернути світ

Найбільші виробники напівпровідників TSMC, Samsung і Intel прагнуть розробити чипи за 2-нанометровим технологічним процесом, які стануть основою наступного покоління смартфонів, центрів обробки даних і штучного інтелекту. У перегонах поки що перемагає китайська TSMC, передає Financial Times.

Чи справді чипи 2-нанометрові

Як заявили в TSMC, 2-нанометрову технологію заточено на поліпшення енергетичної ефективності, унаслідок чого швидкість перемикання транзисторів, яка впливає на продуктивність чипа, зросте на 10-15 %. Водночас енергоспоживання або залишиться на колишньому рівні (тобто не зросте), або навіть знизиться на 20-30%, тоді як рівень швидкодії буде високим. І ще один важливий момент: за 2-нм техпроцесу щільність розміщення транзисторів порівняно з техпроцесом N3E зросте на 20%.

Протягом десятиліть виробники мікросхем прагнули створювати компактніші продукти. Що менше транзисторів на кристалі, то нижче енергоспоживання та вища їхня швидкість. Сьогодні такі терміни як "2 нанометри" та "3 нанометри" широко використовуються для позначення кожного нового покоління чипів, а не для позначення реальних фізичних розмірів напівпровідника.

Будь-яка компанія, яка стане технологічним лідером у галузі передових напівпровідників наступного покоління, матиме хороші можливості для домінування в галузі чипів, де обсяг продажів чипів у 2022 році перевищив 500 млрд доларів США. Прогнозується, що цей показник зростатиме й надалі через різке зростання попиту на чипи для центрів обробки даних (ЦОД), які забезпечують роботу нейромереж.

Що пропонують клієнтам TSMC, Samsung та Intel

"TSMC, яка домінує на світовому ринку процесорів, уже продемонструвала результати технологічних випробувань своїх прототипів процесорів "N2" деяким зі своїх клієнтів, включно з Apple і Nvidia", — пише видання, покликаючись на джерела.

Відомо, що масове виробництво чипів N2 почнеться у 2025 році, і першою з'явиться мобільна версія. А оскільки Apple є головним замовником TSMC, то, можливо, процесорами оснастять iPhone наступної серії. Нагадаємо, що iPhone 15 Pro та Pro Max були першими смартфонами, які отримали 3-нанометрові чипи TSMC. Версії для ПК, а потім і високопродуктивні обчислювальні чипи, розраховані на вищі навантаження, з'являться пізніше.

Два джерела в коментарі Financial Times заявили, що Samsung 2-нанометрові прототипи чипів власного виробництва за заниженими цінами, намагаючись привабити великих клієнтів, включно з Nvidia. За їхніми словами, американський розробник Qualcomm планує використовувати чип Samsung "SF2" у своїх високопродуктивних процесорах для смартфонів наступного покоління.

Компанія Intel, зі свого боку, заявила про випуск чипів наступного покоління до кінця 2024 року. Аналітики вважають, що це може повернути їй перевагу перед азійськими конкурентами.

Чиї процесори кращі та чому

Intel просуває свій чип наступного покоління "18A" на технологічних конференціях і пропонує безплатне тестове виробництво фірмам-розробникам мікросхем. Американська компанія заявляє, що збирається почати виробництво 18A наприкінці 2024 року, що потенційно зробить її першим виробником мікросхем наступного покоління. Однак у TSMC цим фактом не занепокоєні, оскільки впевнені, що їхній 3-нанометровий варіант, який уже є на ринку, можна порівняти з Intel 18A за потужністю, продуктивністю і щільністю.

Що стосується Samsung, то компанія наполягає на тому, що продуктивність її 3-нм пристроїв вдалося поліпшити. Але, за словами двох людей, близьких до Samsung, продуктивність найпростішого 3-нм чипа становить лише 60%, що значно нижче за очікування клієнтів і, ймовірно, впаде ще більше під час виробництва складніших чипів, еквівалентних Apple A17 Pro або графічним процесорам Nvidia.

"Samsung намагається зробити квантовий стрибок, — сказав Ділан Патель, головний аналітик дослідницької компанії SemiAnalysis. — Вони можуть стверджувати, що завгодно, але вони досі не випустили повноцінного 3-нанометрового чипа".

І Samsung, і Intel також сподіваються отримати нових клієнтів, які прагнуть знизити свою залежність від TSMC. У липні виконавчий директор AMD заявив, що "розгляне інші виробничі можливості", крім тих, які пропонує TSMC, оскільки компанія прагне до більшої "гнучкості".

Леслі Ву, виконавчий директор консалтингової фірми RHCC, сказав, що основні клієнти, яким потрібні технології на рівні 2 нанометрів, не хочуть більше покладатися тільки на TSMC, оскільки це, на їхню думку, "занадто ризиковано". Але Марк Лі, аналітик із компанії Bernstein, стверджує, що попри "китайську загрозу", TSMC однаково залишається лідером, коли йдеться про вартість і ефективність пристроїв.

Раніше ми повідомляли про те, що компанія IBM продемонструвала найпотужніший у світі квантовий процесор Heron, який оперує 133 кубітами та видає в 5 разів менше помилок. На його основі працює перший в історії модульний квантовий комп'ютер Quantum System Two.