A finales de diciembre, Apple realizó su primer pedido de chips de 3 nm de TSMC. La compañía usa estos chips en nuevos dispositivos que saldrán en 2022.
Pero recientemente se supo que el desarrollo del proceso técnico está amenazado: tanto Samsung como TSMC tienen problemas con los nuevos chips. Estamos hablando de la producción de microcircuitos FinFET GAA 3nm.
¿Que pasó?
La edición china de IT Home dijo que ambas compañías pospondrán el lanzamiento comercial de los nuevos chips. El sitio recibió esta información de analistas de los Digitimes taiwaneses.
Según nueva información, el problema surgió en la etapa de perfeccionamiento de la tecnología de transistores de efecto de campo de múltiples puertas (transistor de efecto de campo de aleta, FinFET) a la nueva tecnología con puertas de anillo (Gate-All-Around, FinFET GAA). Es clave en la transición de la tecnología de proceso de 5nm a 3nm. Esta tecnología se ha convertido en un cuello de botella para todo el proceso de fabricación de nuevos chips.
Según los expertos, estas dificultades le dan una oportunidad a Intel, que tendrá tiempo de cambiar a un nuevo proceso técnico. La compañía ahora está trabajando con chips de 10nm, y ahora tiene tiempo para producir 5nm y luego posiblemente 3nm.
Cual era el plan?
Si no hubiera sido por el problema, TSMC habría completado la certificación del nuevo proceso técnico y lanzado la producción de prueba a fines de 2021. Se suponía que el chip llegaría a las masas a partir de la segunda mitad de 2022. Se informa que se planeó producir los chips en las líneas de producción de la Fase 3 del Fab 18. Además, la compañía iba a introducir chips de 4 nm.
En cuanto a Samsung, la empresa surcoreana iba a iniciar el proceso de desarrollo de chips de 3 nm inmediatamente después del lanzamiento de los elementos de 5 nm. El nuevo proceso técnico permite proporcionar un aumento en el rendimiento de los chips en un 10-15% con un aumento simultáneo de la eficiencia energética en un 20-25%. Los planes se han retrasado de 2021 a 2022 debido a la pandemia de coronavirus.
Ambas empresas iban a completar la investigación científica y técnica, certificar la tecnología e iniciar el proceso de producción comercial de chips sin ningún problema. Al mismo tiempo, se ha invertido una gran cantidad de dinero en el desarrollo del proceso técnico. El mismo TSMC, según el director de la empresa Liu Deyin, ha invertido varias decenas de miles de millones de dólares estadounidenses.
En cuanto a la tecnología de proceso de 5 nm, aquí todo está bien. El mismo TMSC incluso construye una fábrica de chips en los Estados Unidos. Está previsto enviar allí a 300 ingenieros cualificados para recibir formación adicional.
Los clientes también tendrán problemas
Apple, que se mencionó anteriormente, hizo pedidos hace un par de semanas para la producción de procesadores de las series A y M de acuerdo con los estándares de la tecnología de proceso de 3 nm. TSMC se iba a transferir a procesadores de 3 nm, que están destinados a las computadoras Apple más caras y productivas. Después del lanzamiento de la producción, TSMC planeó producir hasta 600 mil chips de 3 nm por año.
Si los planes deben posponerse, Apple pospondrá el lanzamiento de nuevos dispositivos: tabletas y computadoras portátiles. Además de Apple, los clientes de TSMC incluyen los chinos Huawei y MediaTek y los estadounidenses AMD, que no tienen sus propias fábricas, sin mencionar a Qualcomm.
Pero también hay una tecnología de proceso de 2 nm
Sí, las empresas que fabrican chips están desarrollando diferentes tecnologías en paralelo. El mismo TSMC ahora está trabajando en una tecnología de proceso de 4nm, 3nm y 2nm.
TSMC anunció el lanzamiento de un circuito funcional para la producción de transistores con tecnología GAAFET a mediados de 2020. Es cierto que ahora solo se trabaja en elementos de chip. La producción completa, si no surgen problemas durante el trabajo, se lanzará entre 2023 y 2024.
La tecnología GAAFET es precisamente el cuello de botella en los planes. Transistores de efecto de campo tipo "fin" usados actualmente con canales dispuestos verticalmente. GAAFET es un transistor de efecto de campo horizontal con una puerta circular.
La puerta rodeaba el canal en todos los lados, mientras que en la tecnología anterior, la puerta rodeaba el canal en tres de los cuatro lados, lo que provocó un aumento de las corrientes de fuga. GAAFET no tiene ese problema.
No solo tecnología, sino también personal
Como se informó en el otoño, TSMC enfrenta más que problemas tecnológicos. China está a la caza de especialistas calificados, expertos en la industria del desarrollo de chips. Es decir, el Imperio Celestial atrae a los ingenieros hacia sí mismo, ofreciéndoles salarios aumentados en 2-3 veces.
Actualmente, dos empresas chinas están buscando talento: Quanxin Integrated Circuit Manufacturing (QXIC) y Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing Co (HSMC). Ya han logrado atraer a más de un centenar de empleados haciéndoles una oferta que no rechazan.
En general, la caza y la atracción de especialistas es una práctica común en la industria de TI. Pero para TSMC, esto es un problema, ya que la empresa no emplea a muchos profesionales capaces de desarrollar nuevos chips. Sí, TSMC emplea a unos 6.000 ingenieros, pero solo 150 de ellos son doctores. Y en solo una semana, los chinos atrajeron a dos tercios del valioso personal de TSMC.
El liderazgo del fabricante de chips taiwanés comprende bien lo que todo esto amenaza a la empresa, por lo que TSMC está tomando medidas urgentes para eliminar la amenaza. En particular, a los proveedores de equipos se les prohibió compartir con socios chinos soluciones tecnológicas desarrolladas por orden de la empresa. Además, comenzaron a subir los salarios a los ingenieros para que las condiciones en China no fueran demasiado atractivas para ellos.
¿Son útiles estas medidas? Desconocido. Pero bien puede ser que el retraso con la tecnología de proceso de 3nm sea causado precisamente por el problema con los marcos. La probabilidad de esto está lejos de cero.
