TSMC présente le tout nouveau nœud « FinFlex » de 3 nm avec des options personnalisées pour s’adapter à chaque application

TSMC, ou Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, est le fabricant de semi-conducteurs le plus précieux au monde et est en passe de devenir le plus grand de son industrie. Depuis la création de l’entreprise, il n’y a eu qu’une croissance régulière, une tendance qui s’est considérablement accrue au cours des dernières années.

À bien des égards, TSMC est le seul fabricant au monde capable de produire les puces de pointe utilisées dans les processeurs, GPU, MacBook, iPhone, etc. d’aujourd’hui. La société fournit ses semi-conducteurs à de grandes entreprises technologiques telles qu’AMD, NVIDIA et Apple. 

Le produit phare actuel de TSMC est le nœud FinFET 5 nm. À l’heure actuelle, Apple susmentionné est le seul client TSMC à utiliser des nœuds de 5 nm dans ses puces M1 et M2. Cependant, des rapports suggèrent que les SoC M2 Pro et M2 Max de la société pourraient en fait être fabriqués sur un nœud de 3 nm. Et aujourd’hui, TSMC l’a officiellement annoncé.

TSMC 3 nm « Finflex »

Deux ans seulement après le lancement du FinFET 5 nm, TSMC vient d’annoncer son nœud de processus 3 nm de nouvelle génération, et il y a une nuance intéressante à cela. La société prévoit de proposer différentes variantes de son nœud 3 nm axées sur des cas d’utilisation spécifiques tels qu’une efficacité accrue ou des performances maximales. 

Vous voyez, tous les appareils utilisant un nœud TSMC de 3 nm ne l’utiliseront pas pour la même broche. Dans certains cas, la priorité est de tirer le meilleur parti des performances pures de la puce, tandis que certains clients cherchent à maximiser l’efficacité. Et, bien sûr, certains choisiront la meilleure des deux approches pour parvenir à un équilibre entre les deux.

Quoi qu’il en soit, une chose reste la même dans tous ces scénarios – c’est un compromis. Une conception unique ne peut pas apporter de solutions à tous les problèmes qui se posent, et donc plusieurs variantes d’une même conception, chacune adaptée à un cas d’utilisation spécifique. 

TSMC l’appelle « FinFlex », donc le nom complet du produit est techniquement FinFlex 3nm. Fondamentalement, c’est un petit menu de différents processeurs 3 nm que le client peut choisir en fonction de ses préférences. Sous le capot, la société y parvient en proposant différents nombres d’ailettes par transistor dans différentes options de processus.

Au total, TSMC a proposé quatre options. Premièrement, il y a la version de base originale du nœud, suivie de trois variantes. L’un d’eux est conçu pour une plus grande efficacité, un pour des performances plus élevées et un pour la plus grande taille de matrice. TSMC les appelle respectivement 3-2 FIN, 2-2 FIN et 2-1 FIN, mais leurs noms réels sont légèrement différents.

Comme vous pouvez le voir dans le graphique ci-dessus, 3-2 FIN est optimisé pour les performances les plus élevées possibles, mais c’est aussi le moins efficace du groupe. Au contraire, 2-1 FIN accorde la plus grande importance à assurer une efficacité maximale. Enfin, 2-2 FIN est presque comme un équilibre entre les deux avec des améliorations mineures dans tous les aspects. 

Ainsi, en général, le procédé standard de 3 nm s’appellera « N3 », celui orienté efficacité sera « N3E », la variante orientée performance sera « N3P », et la variante équilibrée finale, qui sera idéale pour faire le plus grand tailles de matrices. , il s’appelle « N3X ».

Qu’est-ce que cela apporte à la table

Fait intéressant, TSMC indique que les clients ne sont pas non plus bloqués dans une seule de ces options, mais qu’ils peuvent mélanger et assortir les bords pour personnaliser le nœud selon leurs préférences pour une utilisation sur le même dé. Un bon exemple de cela est la façon dont Intel utilise la nouvelle architecture de cœur hybride big.LITTLE pour ses nouveaux processeurs. Dans cette conception, le nœud N3P (performance) peut être utilisé pour les gros cœurs et le nœud N3E (efficacité) pour les petits cœurs.

C’est une décision très intrigante de TSMC. Il ne s’agit en aucun cas de la première tentative de l’entreprise de nœuds technologiques personnalisés, mais ce niveau d’excellence n’a jamais été vu auparavant sur un équipement aussi avant-gardiste. Dernièrement, la société a proposé un nœud 6 nm qui n’était en réalité qu’une version améliorée du 7 nm et il était prévu de faire des choses similaires avec la mise à niveau de 5 nm vers 4 nm. 

Par ailleurs. le nœud 16 nm amélioré de la société est étiqueté 12 nm, ce qui signifie que la longueur de grille réelle du transistor ne correspond plus au nom du produit. Le TSMC le plus proche de ses nouvelles offres 3 nm est avec son ancien nœud de processus 28 nm, dont la société a fait plusieurs variantes, chacune étant spécifiquement adaptée à des cas d’utilisation spécifiques. 

TSMC devrait commencer la production de son processus 3 nm dans quelques semaines seulement, au second semestre 2022. Cela étant dit, nous le verrons être utilisé dans de vrais produits en 2023 au mieux. Et vous pouvez parier qu’Apple sera le premier à l’adopter. En fait, TSMC consacrera l’intégralité du lancement initial de ses nœuds de processus 3 nm exclusivement à Apple.

Ce n’est pas parce qu’Apple et TSMC ont conclu ensemble un accord injuste et anticoncurrentiel (espérons-le), mais en fait parce qu’aucun des autres clients potentiels n’est actuellement intéressé par le processus 3 nm. AMD, NVIDIA et Intel sont probablement les seuls clients à envisager de passer à 3 nm, et ils sont tous réservés en ce moment.

La prochaine génération de produits AMD et NVIDIA, y compris les GPU GeForce RTX série 40, ainsi que les processeurs Ryzen 7000 et les GPU RDNA 3, utiliseront à la place des processus 5 nm. Intel s’appuiera sur sa propre production de ses processeurs. Cependant, il y a des rumeurs selon lesquelles la société pourrait être intéressée à utiliser les nouveaux nœuds de tuiles GPU 3 nm dans ses prochains processeurs Meteor Lake, mais ceux-ci devraient également arriver en 2023-2024.

3nm c’est encore loin

Personne n’est donc pressé pour un train de 3 nanomètres, sauf peut-être Apple. Quoi qu’il en soit, TSMC a un vrai gagnant avec sa nouvelle stratégie FinFlex. En proposant différentes variantes d’un même nœud de processus, l’entreprise attire en fait autant de clients que possible. La perspective de personnaliser le matériel pour un cas d’utilisation particulier finira par différencier le processus 3 nm du reste des nœuds du marché.

En parlant d’autres nœuds, le seul concurrent de TSMC semble être Intel, qui est également sur le point d’atteindre un « leadership incontesté » dans le secteur du silicone d’ici 2025. Dans quelques années seulement, vers 2025, Blue Team éliminera progressivement les FinFET au profit des transistors RibbonFET sur un processus de 20 ampères qui révolutionnera vraisemblablement les puces pour Intel. 

À peu près au même moment, N3X, la version la plus puissante de la technologie FinFlex, se généralisera également à peu près au même moment, puis la vraie bataille commencera. Bien qu’il s’agisse de roses et d’élévations en ce moment, une guerre tranquille se prépare entre Intel et TSMC, et avec les semi-conducteurs qui s’avèrent tout aussi importants qu’eux, il semble qu’il n’y aura pas de perdants dans cette bataille.