شرکت تایوانی TSMC به تازگی از چیپ ۲ نانومتری (2nm) خود رونمایی کرد، که به عنوان پیشرفتهترین ریزتراشه جهان باعث انقلاب در آینده فناوری از هوش مصنوعی گرفته تا گوشیهای هوشمند میشود.
به گزارش تکناک، تولید انبوه این چیپ برای نیمه دوم سال برنامهریزی شده و TSMC وعده داده است که این فناوری، گامی بزرگ در زمینه عملکرد و بهرهوری خواهد بود.
ریزتراشهها پایه اصلی فناوریهای مدرن، از مسواکهای برقی گرفته تا گوشیهای هوشمند، لپتاپها و لوازم خانگی هستند. این تراشهها از لایهگذاری و حکاکی موادی مانند سیلیکون ساخته میشوند تا مدارهای میکروسکوپی حاوی میلیاردها ترانزیستور شکل بگیرند.
ترانزیستورها همانند کلیدهای کوچکی عمل میکنند، که باعث کنترل جریان برق و عملکرد رایانهها میشوند. به طور کلی، هرچه تعداد ترانزیستورها در یک تراشه بیشتر باشد، سرعت و قدرت آن نیز بیشتر خواهد بود.
صنعت ریزتراشه همواره در تلاش است تا ترانزیستورهای بیشتری را در فضایی کوچکتر جای دهد؛ این تلاش باعث تولید دستگاههایی سریعتر، قویتر و کممصرفتر میشود.
فناوری ۲ نانومتری TSMC در مقایسه با پیشرفتهترین فناوری قبلی یعنی چیپهای ۳ نانومتری، دستاوردهای چشمگیری خواهد داشت، که از جمله آنها میتوان به افزایش ۱۰ تا ۱۵ درصدی سرعت پردازش با همان میزان مصرف انرژی یا کاهش ۲۰ تا ۳۰ درصدی مصرف انرژی با همان سرعت اشاره کرد.
همچنین تراکم ترانزیستورها در چیپهای ۲ نانومتری حدود ۱۵ درصد بیشتر از چیپهای ۳ نانومتری است؛ عاملی که امکان عملکرد سریعتر، مصرف انرژی کمتر و اجرای وظایف پیچیدهتر را فراهم میسازد.
این پیشرفتها تنها به حوزه فناوری محدود نمیشود. صنعت ریزتراشه تایوان با امنیت این کشور نیز گره خورده است. این صنعت به عنوان «سپر سیلیکونی» شناخته میشود، چرا که اهمیت اقتصادی فراوان آن باعث شده است تا ایالات متحده و متحدان آن تمایل به دفاع از تایوان در برابر تهدید چین داشته باشند.
شرکت TSMC به تازگی قرارداد عظیمی به ارزش ۱۰۰ میلیارد دلار با ایالات متحده امضا کرده است تا پنج کارخانه در خاک آمریکا احداث کند. با وجود این، برخی مقامات نگران آن هستند که تولید چیپهای ۲ نانومتری در خارج از تایوان، امنیت این جزیره را تضعیف کند.
این شرکت که از سال ۱۹۸۷ فعالیت خود را آغاز کرده است، به عنوان تولیدکننده قراردادی تراشهها برای سایر برندها شناخته میشود. تایوان حدود ۶۰ درصد از بازار جهانی «فاندری» (برونسپاری ساخت تراشهها) را در اختیار دارد، که سهم عمدهای از آن متعلق به TSMC است.
ریزتراشههای فوقپیشرفته TSMC در محصولات بسیاری از شرکتهای بزرگ بهکار میروند؛ از جمله پردازندههای سری A شرکت اپل که در آیفون، آیپد و مکها مورد استفاده قرار میگیرند، GPUهای شرکت انویدیا برای یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، پردازندههای Ryzen و EPYC شرکت AMD که در ابررایانهها بهکار میروند، همچنین چیپهای Snapdragon شرکت کوالکام که در گوشیهای سامسونگ، شیائومی، وانپلاس و پیکسل گوگل قرار دارند.
شرکت TSMC در سال ۲۰۲۰، فناوری کوچکسازی ۵ نانومتری FinFET را راهاندازی کرد، که نقش کلیدی در توسعه گوشیهای هوشمند و محاسبات با عملکرد بالا (HPC) ایفا کرد. دو سال بعد، فرایند ۳ نانومتری معرفی شد، که ارتقای بیشتر عملکرد و بهرهوری انرژی را به دنبال داشت. به عنوان نمونه، پردازندههای سری A اپل مبتنی بر همین فناوری هستند.
با ورود چیپ ۲ نانومتری TSMC، انتظار میرود که گوشیها، لپتاپها و تبلتها، عملکرد بهتر و عمر باتری بیشتری داشته باشند. این باعث تولید دستگاههایی کوچکتر، سبکتر و در عین حال قدرتمندتر خواهد شد.
بهرهوری و سرعت این تراشهها میتواند بهبود چشمگیری در اپلیکیشنهای مبتنی بر هوش مصنوعی مانند: دستیارهای صوتی، ترجمه زنده زبانها و سامانههای خودکار (که با کمترین دخالت انسانی کار میکنند) ایجاد کند. همچنین مراکز داده نیز با کاهش مصرف انرژی و افزایش توان پردازشی مواجه خواهند شد، که عاملی مهم در راستای اهداف پایداری زیستمحیطی است.
صنایعی مانند: خودروهای خودران و رباتیک نیز میتوانند از سرعت پردازش و قابلیت اطمینان بالاتر این چیپها بهرهمند شوند و این فناوریها را برای استفاده گسترده، ایمنتر و کاربردیتر سازند.
با وجود تمام این وعدهها، تولید چیپهای ۲ نانومتری با چالشهایی همراه است. مهمترین چالش، پیچیدگی فرایند تولید میباشد. ساخت این چیپها نیازمند فناوریهای پیشرفتهای مانند لیتوگرافی ماوراء بنفش شدید (EUV) است، که فرایندی پیچیده و پرهزینه دارد و به دقت بسیار بالا نیازمند میباشد.
چالش دیگر مربوط به مدیریت گرما است. حتی با وجود مصرف کمتر انرژی، با کاهش ابعاد ترانزیستورها و افزایش تراکم، دفع حرارت به یک دغدغه حیاتی تبدیل میشود. داغ شدن بیش از حد میتواند عملکرد و دوام تراشه را کاهش دهد. همچنین در این مقیاس کوچک، ممکن است سیلیکون به مرزهای عملکردی خود برسد و نیاز به استفاده از مواد جدید احساس شود.
با وجود این، قدرت پردازشی بیشتر، بهرهوری بالاتر و امکان کوچکسازی، که توسط این چیپها فراهم میشود، میتواند دریچهای به عصر جدیدی از فناوریهای مصرفی و صنعتی بگشاید؛ عصری که دستگاهها علاوه بر قدرت بالا، ظریفتر و سازگار با محیط زیست خواهند بود.
