شرکت TSMC در همایش فناوری شمال آمریکا 2023 اعلام کرد که خانواده فناوری پردازش N3 (کلاس ۳ نانومتر) خود را با فرآیندهای N3P و N3X بروزرسانی خواهد داد.
به گزارش تکناک، N3 به عنوان آخرین نود با عملکرد بالا بر اساس ترانزیستورهای FinFET برای سال‌های طولانی روی کار خواهد ماند و شامل چند نسخه از جمله N3P، یک نسخه انقباض نوری بهبودیافته و N3E و N3X با تمرکز بر عملکرد برای برنامه‌های HPC است که نفوذ و قدرت بالایی را تحمل می‌کنند.
تولید انبوه شرکت TSMC بر روی فناوری پردازش N3 (معروف به N3B) در حال پیشروی است. این فناوری از لیتوگرافی اکستریم فرابنفش با تعداد لایه‌هایی تا ۲۵ استفاده می‌کند و می‌تواند از الگوبرداری دوتایی EUV نیز بهره ببرد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود هزینه استفاده از آن بسیار بالا باشد. به همین دلیل، TSMC انتظار دارد که بیشتر مشتریانش از N3E استفاده کنند.
N3E قادر است از EUV برای حداکثر ۱۹ لایه استفاده کند، اما از الگوبرداری دوتایی EUV استفاده نمی‌کند و محدوده عملکرد گسترده‌تری دارد. علاوه بر این، عملکرد بهتری نیز دارد. این فناوری در نیمه دوم سال ۲۰۲۳ برای تولید حجم بالا استفاده خواهد شد و به عنوان پایه‌ای برای ارتقا به نود ۳ نانومتری بعدی TSMC عمل خواهد کرد.
گام اول در مراحل تکمیل، توسعه فناوری N3P خواهد بود. این فناوری اساساً یک بهبود انقباض نوری بر روی N3E است که باعث می‌شود عملکرد بهتری با حفظ همان نفوذ، کاهش قدرت بین 5 تا 10 درصد و افزایش ۴ درصد در چگالی ترانزیستور در یک تراشه ترکیبی شامل ۵۰ درصد استدلال، ۳۰ درصد SRAM و ۲۰ درصد مدارهای آنالوگ است، داشته باشد.
مثل انقباض نوری در N3E،N3P نیز قوانین طراحی مشابهی را رعایت می‌کند، که به طراحان چیپ امکان استفاده مجدد از IP های N3E را در نود جدید فراهم می‌کند. این امر اهمیت زیادی دارد، زیرا شرکت‌های طراحی IP مانند Ansys، Cadence و Synopsys در حال حاضر بسیاری از IP های هدفمند برای چیپ های N3E را در اختیار دارند. همچنین، کاهش اندازه نور نشان دهنده بهبود چگالی ترانزیستورها و مدارات از هر نوع، از جمله مدارات SRAM است که در سال‌های اخیر با مشکل کوچک شدن مواجه بوده و به ویژه برای طراحی‌های SRAM-intensive مدرن بسیار اهمیت دارد. N3P در سال ۲۰۲۴ آماده برای تولید انبوه خواهد بود.
شرکت TSMC قصد دارد پس از N3P، خانواده N3 را گسترش داده و آن را برای برنامه‌های پردازشی با عملکرد بالا مانند CPU و GPU به N3X تبدیل کند. این توسعه فناوری ساخت پردازش بهبودی حداقل ۵ درصد در فرکانس را نسبت به N3P فراهم می‌کند و همچنین اجازه می‌دهد ولتاژهای قابل توجهی تولید شوند که باعث افزایش ساعات نفوذ در هزینه کلی می‌شود.
شرکتTSMC ادعا می‌کند که فناوری N3X خود قادر است حداقل 1.2 ولت را پشتیبانی کند، که این مقدار، برای یک تکنولوژی ساخت با کلاس ۳ نانومتری، ولتاژ قابل توجهی است. اما این ادعا با یک تناقض قابل توجه همراه است، زیرا TSMC پیش‌بینی می‌کند که اتلاف توان در N3X حداقل 250 درصد بیشتر از N3P خواهد بود. این وضعیت نشان می‌دهد که N3X در واقع برای پردازنده‌های با قدرت بالا مانند CPU های HPC مناسب است و طراحان چیپ باید در هنگام توسعه چیپ‌های با عملکرد بالاتر خود، مانند پردازنده‌های دیتاسنتر و GPU های محاسباتی، با احتیاط عمل کنند.
N3X با توجه به چگالی ترانزیستور با N3P سازگاری دارد. با این حال، TSMC هنوز مشخص نکرده است که آیا طرح‌های N3P و N3E قابلیت انتقال بین دو نود را دارند یا خیر.
