TSMC stellt High-End-2-nm-Prozess mit deutlichen Leistungs- und Effizienzsteigerungen vor

TSMC hat spannende neue Updates zu seiner innovativen „2nm N2“-Technologie angekündigt, die bedeutende Fortschritte sowohl bei der Ausbeute als auch bei den Leistungskennzahlen aufweisen.

Transformative Leistung der „N2 Nanosheet“-Technologie von TSMC

Die Vorfreude auf den 2-nm-Prozess von TSMC wächst weiter, da dieser neue Knoten bemerkenswerte Verbesserungen bei Leistung und Energieeffizienz liefern soll. Da die Massenproduktion voraussichtlich in der zweiten Hälfte des Jahres 2025 beginnen wird, werfen die jüngsten Erkenntnisse, die während der Präsentation von TSMC auf dem IEEE International Electron Device Meeting (IEDM) in San Francisco enthüllt wurden, ein Licht darauf, wie sich 2 nm im Vergleich zu seinen Vorgängern schlägt. Im Rampenlicht stand dabei die hochmoderne „Nanosheet“-Technologie.

TSMC-Technologieübersicht — Bildnachweis: TSMC

TSMC hat berichtet, dass sein 2-nm-Prozess eine beeindruckende Leistungssteigerung von 15 % bei gleichzeitiger Reduzierung des Stromverbrauchs um bis zu 30 % bietet. Diese Fortschritte steigern die Gesamteffizienz des Knotens erheblich. Darüber hinaus weist der Prozess eine 1,15-fache Erhöhung der Transistordichte auf, ein Meilenstein, der auf die Einbindung von All-Around-Gate-(GAA)-Nanosheet-Transistoren und die N2-NanoFlex-Architektur zurückzuführen ist, die den Platz für verschiedene Logikzellen optimiert.

Der Übergang von der herkömmlichen FinFET-Technologie zur speziellen N2-„Nanosheet“-Architektur hat TSMC eine bessere Kontrolle über den Stromfluss verschafft. Dank des komplexen Designs der Nanosheets, die aus gestapelten schmalen Siliziumbändern bestehen, die jeweils vollständig von einem Gate umgeben sind, können Hersteller die Betriebsparameter an bestimmte Anwendungsfälle anpassen. Dieses Design ermöglicht im Vergleich zu FinFET-Implementierungen eine weitaus präzisere Stromsteuerung.

Funktionen der TSMC-Technologie — Bildnachweis: TSMC

Im Vergleich zum 3-nm-Prozess und seinen Varianten weist die N2-Technologie von TSMC deutliche Kapazitätsverbesserungen auf. Dieser erhebliche Fortschritt dürfte führende Branchenakteure wie Apple und NVIDIA anziehen, die die Generationenvorteile dieses innovativen Prozesses gerne nutzen möchten. Die Einführung dieser Upgrades wird jedoch auch zu einem erheblichen Anstieg der Waferkosten führen, der im Vergleich zur 3-nm-Technologie voraussichtlich um über 10 % steigen wird.

Berichten zufolge könnten die Kosten für einen N2-Wafer zwischen 25.000 und 30.000 US-Dollar liegen, was die Preisstrategie von TSMC widerspiegelt. Dies ist eine deutliche Steigerung gegenüber den rund 20.000 US-Dollar für 3-nm-Wafer. Angesichts der anfänglichen Ausbeute und früher Produktionsversuche dürfte die Gesamtproduktion außerdem zunächst recht begrenzt sein, was auf eine schrittweise Einführung dieses fortschrittlichen Prozesses hindeutet.

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