Hustota tranzistorů při 3nm výrobním procesu je neuvěřitelná

TSMC je největší nezávislý výrobce čipů, které navrhnou firmy jako Apple, Qualcomm a Huawei. TSMC pak provede finální verzi produktu a firmy je pak umístí do svých telefonu.

Platí však, že čím více tranzistorů je v čipu, tak tím více efektivní je a nespotřebovává tolik energie. Právě výrobní proces určuje, kolik tranzistoru lze umístit na plochu čipu. Například 7nm výrobní proces, na kterém funguje Snapdragon 865 nebo Kirin 990, tak se zde vleze asi 100 miliónu tranzistorů na čtvereční milimetr.

Nový 5nm výroba pak bude mít za následek, že čip bude mít 171.3 miliónu tranzistorů na 1 milimetr čtvereční, což bude hlavně u A14 Bionic u Apple, kde bude až 15 miliard tranzistorů. Prakticky se tak zlepší spotřeba energie o 25-30% a zvýší se výkon o 10-15%.

TSMC vs. Samsung

TSMC a Samsung spolu soupeří, kdo nejdříve bude mít 3nm výrobní proces. Nicméně problémy ve světě s koronavirem tento závod posouvají. TSMC se 3nm výrobním procesem přinese 5% nárůst výkonu s 15% menší energetickou náročnosti. Hustota tranzistorů vzroste až na 300 miliónu tranzistorů na milimetr čtvereční. TSMC chce 3nm proces použít v roce 2021 a Samsung také.

FinFET, MBCFET, GAA

TSMC bude využívat FinFET tranzistory pro 3nm. FinFET design pomáhá kontrolovat tok a napětí v okruhu. Samsung je připraven odejít od FinFET a přechází k MBCFET (Multi-Bridge-Channel FET) technologií. Samsung oproti 7nm výrobnímu procesu nabídne se 3nm procesem o 35% vyšší výkon a o 50% nižší spotřebu. MBCFET používá novou technologií zvanou Gate All Around (GAA), což dělá tranzistory menšími a výkonnými.

Uvidíme, jak si poradí s 5nm procesem u Apple iPhone 12 a Huawei Mate 40 (pokud to do té doby nezakáže USA)