قدرت فناوری ساخت تراشه A14 شرکت TSMC برای آیندۀ هوش مصنوعی

با ادامۀ رشد بی‌سابقه‌ی نیاز به نیمه‌هادی‌های پیشرفته ناشی از بارکاری‌های هوش مصنوعی، صنعت جهانی تولید تراشه با فشار فزاینده‌ای برای ارائۀ راهکارهایی قدرتمندتر و بهینه‌تر از نظر مصرف انرژی مواجه شده است.

در این شرایط حساس، شرکت تایوانی TSMC جایگاه خود را به عنوان حلقۀ حیاتی در زنجیره تأمین فناوری جهانی حفظ کرده است و تراشه‌هایی برای شرکت‌هایی چون اپل، ای‌ام‌دی، انویدیا و کوالکام تولید می‌کند.

از سال ۲۰۲۲، بازار تولید نیمه‌هادی پیچیده‌تر شده است؛ تنش‌های ژئوپولیتیکی و آسیب‌پذیری‌های زنجیره تأمین، اقتصادهای بزرگ را به سرمایه‌گذاری میلیاردی در تولید داخلی تراشه‌ها واداشته‌اند.

اکنون TSMC در «سمپوزیوم فناوری آمریکای شمالی» در سانتاکلارا، کالیفرنیا، از فناوری فرآیند نسل جدید خود موسوم به A14 رونمایی کرده است.

این فناوری گامی فراتر از فرآیند N2 این شرکت است که قرار است تا پایان سال جاری وارد تولید شود. A14 به‌منظور تقویت قابلیت‌های هوش مصنوعی از طریق بهبود عملکرد محاسباتی و بهره‌وری انرژی طراحی شده و به دغدغه‌های رو به رشد درخصوص مصرف انرژی سیستم‌های هوش مصنوعی بزرگ پاسخ می‌دهد.

فناوری A14 شرکت TSMC چیست؟

فرآیند A14 که تولید آن برای سال ۲۰۲۸ برنامه‌ریزی شده، هم‌اکنون در حال توسعه است و عملکرد بازدهی آن جلوتر از زمان‌بندی‌های پیش‌بینی شده است.

ویژگی‌های کلیدی فرآیند A14:

• افزایش قابل توجه عملکرد و بهره‌وری هوش مصنوعی
• فناوری پیشرفته‌ی ۱.۴ نانومتری با نسل دوم ترانزیستورهای «دروازه‌ای از هر طرف» (GAA)
• جدول زمانی تولید و تأثیر استراتژیک بر بازار

TSMC اعلام کرده است که A14 نسبت به فرآیند N2 که امسال وارد تولید انبوه می‌شود، تا ۱۵٪ سرعت بالاتر در مصرف برق مشابه یا تا ۳۰٪ کاهش مصرف برق در سرعت ثابت به همراه افزایش بیش از ۲۰٪ در چگالی منطق ارائه می‌دهد.

دکتر سی. سی. وی (C.C. Wei)، رئیس و مدیرعامل TSMC، می‌گوید:

«فناوری‌های منطق پیشرفتۀ ما، همچون A14، بخشی از مجموعه‌ی کاملی از راهکارها هستند که دنیای فیزیکی و دیجیتال را به هم پیوند می‌دهند و نوآوری مشتریان ما را برای پیشبرد آیندۀ هوش مصنوعی ممکن می‌سازند.»

پیشرفت فناوری Chip on Wafer شرکت TSMC

TSMC همچنین فناوری Chip on Wafer on Substrate (CoWoS) خود را برای پاسخ به تقاضای فزایندۀ پردازش منطقی و حافظه‌های پهنای باند بالا در کاربردهای هوش مصنوعی توسعه داده است.

این شرکت برنامه دارد تولید انبوه CoWoS با اندازه ۹.۵ رتیکل را در سال ۲۰۲۷ آغاز کند، که امکان یکپارچه‌سازی ۱۲ یا تعداد بیشتری حافظۀ پهنای باند بالا را در یک پکیج همراه با فناوری منطق خود فراهم می‌کند.

پس از معرفی فناوری System-on-Wafer (SoW) در سال ۲۰۲۴، اکنون TSMC فناوری SoW-X را معرفی کرده که مبتنی بر CoWoS بوده و امکان ساخت سیستم‌های در ابعاد ویفر را فراهم می‌کند؛ با قدرت محاسباتی ۴۰ برابر بیش از راهکارهای CoWoS فعلی. تولید انبوه این فناوری نیز برای سال ۲۰۲۷ برنامه‌ریزی شده است.

TSMC همچنین راهکارهای مکملی برای افزایش بهره‌وری محاسباتی فناوری‌های منطق خود توسعه داده است که شامل موارد زیر است:

• ادغام فوتونیک سیلیکونی با موتور فتونیک Compact Universal
• دی‌های منطقی N12 و N3 برای حافظه‌های پهنای باند بالای نسل چهارم (HBM4)
• رگولاتور ولتاژ مجتمع جدید برای کاربردهای هوش مصنوعی با تراکم توان عمودی پنج برابر نسبت به تراشه‌های مدیریت توان مجزا بر روی برد مدار

فناوری RF N4C و پشتیبانی از کاربردهای متنوع هوش مصنوعی

TSMC همچنین با معرفی نسل جدید فناوری رادیویی خود (N4C RF) از نیاز به ارتباطات بی‌سیم پرسرعت و با تأخیر پایین برای انتقال حجم عظیمی از داده در دستگاه‌های لبه‌ای (Edge) پشتیبانی می‌کند.

در صنعت تلفن همراه: TSMC با N4C RF، ۳۰٪ کاهش مصرف انرژی و کاهش ابعاد نسبت به N6RF+ را ارائه می‌دهد که آن را مناسب طراحی سیستم‌های یکپارچه‌ی RF برای استانداردهای جدیدی همچون WiFi8 و استریو بی‌سیم واقعی (TWS) با پشتیبانی از هوش مصنوعی می‌کند. تولید ریسکی این فناوری در سه‌ماهۀ نخست ۲۰۲۶ آغاز خواهد شد.

در صنعت خودروسازی: TSMC نیازهای سیستم‌های پیشرفتۀ کمک راننده (ADAS) و خودروهای خودران را هدف قرار داده است. فرآیند N3A این شرکت در مرحله‌ی نهایی دریافت گواهی‌نامۀ کیفیت AEC-Q100 درجه ۱ قرار دارد و تولید برای کاربردهای خودرویی در قالب یک مجموعه‌ی فناورانه برای وسایل نقلیۀ آینده‌ی مبتنی بر نرم‌افزار آغاز می‌شود.

در کاربردهای اینترنت اشیا: برای کاربردهای اینترنت اشیا (IoT)، که روزبه‌روز بیشتر به هوش مصنوعی مجهز می‌شوند و در عین حال نیاز به بهره‌وری انرژی بالایی دارند، TSMC تولید فرآیند بسیار کم‌مصرف N6e را آغاز کرده و اکنون توسعۀ N4e را با هدف بهبود بیشتر کارایی انرژی برای کاربردهای آیندۀ لبه‌ای دنبال می‌کند.

دکتر وی می‌گوید:

«مشتریان ما همواره به آینده نگاه می‌کنند و رهبری فناورانه و برتری تولیدی TSMC برای آن‌ها نقشۀ راهی قابل اتکا برای نوآوری‌هایشان فراهم می‌آورد.»