- TSMC jest liderem w produkcji układów scalonych 2 nm. Jej masowa produkcja ma rozpocząć się w 2025 r.
- Te układy obiecują wyższą wydajność i niższe zużycie energii w porównaniu do poprzednich generacji.
- Do jego rozwoju wykorzystywane są zaawansowane technologie, takie jak litografia w ekstremalnym ultrafiolecie.
- Geopolityczny i ekonomiczny wpływ tej innowacji rozciąga się na Stany Zjednoczone, Azję i Europę.
Postęp w produkcji mikroprocesorów nie zwalnia tempa, a próg dwóch nanometrów jest już bliski przekroczenia dzięki wysiłkom gigantów branży, takich jak tajwańska firma TSMC. Miniaturyzacja tranzystorów pozostaje jednym z największych wyzwań technologicznych, mającym wpływ na szereg kwestii, od wydajności urządzeń po efektywność energetyczną i konkurencyjność przemysłową krajów zaangażowanych w ten proces.
Po latach ograniczeń do procesów 3- i 5-nanometrowych branża jest przekonana, że nowa generacja układów scalonych przyniesie znaczące usprawnienia w zakresie szybkości, zużycia energii i gęstości tranzystorów. To, co kiedyś wydawało się granicą techniczną, jest obecnie przekraczane w azjatyckich laboratoriach i fabrykach, podczas gdy inni gracze, tacy jak Stany Zjednoczone i Europa, starają się dotrzymać kroku temu strategicznemu wyścigowi. Aby dowiedzieć się więcej o ograniczeniach, z jakimi zmaga się branża, możesz przeczytać o Środki USA dotyczące układów sztucznej inteligencji.
Co oznacza chip dwunanometrowy?
Zmniejszenie tranzystora do zaledwie 2 nanometrów pozwala na umieszczenie w jednym układzie scalonym jeszcze większej liczby tych maleńkich przełączników.. Przekłada się to na zwiększoną moc przetwarzania i zmniejszone zużycie energii. W porównaniu z obecnymi chipami 3 nm, chipy 2 nm mogą oferować do 15% większa prędkość przy zachowaniu tego samego zużycia lub redukcja do 30% w zużyciu energii przy zachowaniu tej samej wydajności.
TSMC, wiodący producent półprzewodników na świecie, jako jeden z pierwszych ogłosił, że zamierza rozpocząć masową produkcję tych układów scalonych w drugiej połowie 2025 roku.. Produkcja początkowo rozpocznie się w zakładzie na Tajwanie, choć firma zasugerowała również, że w przyszłości do łańcucha dostaw mogą dołączyć fabryki w USA i Niemczech. Ponadto postęp ten może przynieść korzyści takim firmom jak Apple i Broadcom, którzy pracują nad zaawansowanymi układami scalonymi IA.
Chipy 2 nm to nie tylko udoskonalenie techniczne, ale także przewaga komercyjna. Firmy takie jak Apple, Qualcomm, Nvidia i AMD już korzystają z mikroprocesorów wyprodukowanych przez TSMC i mogą być pierwszymi firmami, które wdrożą te nowe węzły w urządzeniach nowej generacji.
Litografia w ekstremalnym ultrafiolecie i nowe materiały
Produkcja układów scalonych na taką skalę wymaga stosowania technologii litografii w zakresie skrajnego ultrafioletu (EUV).. Technika ta, opracowana przez firmy takie jak ASML w Holandii, pozwala na grawerowanie małych struktur z niespotykaną dotąd precyzją. Aby lepiej zrozumieć wpływ ASML na tę technologię, możesz zapoznać się z książką o firmie zatytułowaną Skupienie: Metoda ASML.
Jednakże ten poziom zaawansowania pociąga za sobą również wysokie koszty.. Maszyny potrzebne do produkcji tych chipów mogą przekraczać Millones 400 euro każdy z nich. Ponadto zakup tego sprzętu stał się przedmiotem geopolitycznych tarć, zwłaszcza pomiędzy Stanami Zjednoczonymi, Europą i Chinami.
W Chinach zespoły naukowe pracują nad dwuwymiarowymi tranzystorami na bazie bizmutu., materiał, który ma oszczędzać więcej energii i zmniejszać napięcie potrzebne do działania. Choć urządzenia te znajdują się jeszcze w fazie pilotażowej, mogą one stanowić alternatywne podejście do barier miniaturyzacji w tradycyjnym krzemie.
Praktyczne zastosowania: poza smartfonami
Dwunanometrowe układy scalone są projektowane do zasilania wszystkiego, od telefonów komórkowych po superkomputery, a nawet urządzenia medyczne. laptopy. Dzięki swojej wydajności i niewielkim rozmiarom, układy te można integrować w mniejszych urządzeniach bez poświęcania mocy.
Jednym z sektorów, który odniesie największe korzyści, będzie sztuczna inteligencja. Przetwarzanie głosu, tłumaczenia w czasie rzeczywistym, automatyzacja przedsiębiorstw i autonomiczne prowadzenie pojazdów będą opierać się na wyższej wydajności tych mikroprocesorów. Ponadto, wymagając mniej energii, ułatwią rozwój bardziej zrównoważonych urządzeń. Wyniki te będą miały również znaczący wpływ na popyt na układy scalone, które firmy takie jak Microsoft zaczynają nas zadowalać.
W segmencie konsumenckim oczekuje się, że smartfony z najwyższej półki będą wyposażone w te układy od 2026 roku.. Można je również znaleźć w ultracienkich laptopach, konsolach do gier, gra wydajniejsze i inteligentniejsze systemy chłodzenia w urządzeniach gospodarstwa domowego.
Wojna handlowa i geopolityka: żetony w centrum planszy
Oprócz postępu technicznego, ten skok w produkcji układów scalonych powoduje także napięcia handlowe.. Stany Zjednoczone nałożyły nowe cła na importowane urządzenia do produkcji półprzewodników, co może spowodować wzrost kosztów budowy fabryk na terytorium Ameryki. Choć gotowe układy scalone mogą być wprowadzane na rynek bez dodatkowych opłat, sprzęt potrzebny do ich produkcji będzie droższy.
Środki te dotyczą przede wszystkim takich krajów jak Tajwan, Korea Południowa i Chiny, będących głównymi eksporterami półprzewodników.. Tajwan w szczególności stoi w obliczu 32% taryf na niektóre produkty, co wzbudziło obawy zarówno lokalnych firm, jak i międzynarodowych inwestorów.
Jednocześnie rząd USA nadal inwestuje miliardy dolarów, aby przyciągnąć do kraju producentów układów scalonych.. Podpisy jak Intel i TSMC ogłosiły już plany budowy fabryk w stanach takich jak Arizona, choć faktyczna produkcja będzie musiała zająć jeszcze kilka lat, aby osiągnąć tempo proponowane przez Azję.
Europa również szuka swojego miejsca w tym wyścigu i wzmocniła strategiczne sojusze z producentami, aby zapewnić dostawy na kontynencie. Niemcy i Holandia należą do krajów najbardziej aktywnych w tym nowym krajobrazie przemysłowym skupionym wokół półprzewodników nowej generacji.
Pojawienie się dwunanometrowych chipów obiecuje skok jakościowy, którego efekty będą stopniowo widoczne.. W początkowych latach tego typu układy scalone będą prawdopodobnie zarezerwowane dla produktów premium lub krytycznych aplikacji biznesowych ze względu na ich wysoki koszt.
z El Tiempo, jego przyjęcie rozprzestrzeni się na większą liczbę urządzeń, w miarę jak procesy będą się stabilizować i stawać tańsze. Ta ewolucja będzie kluczowa dla demokratyzacji dostępu do bardziej wydajnych, efektywnych i zrównoważonych technologii.
Producenci i konsumenci powinni również przygotować się na możliwe podwyżki cen produktów elektronicznych., motywowane nie tylko ceną samego układu scalonego, ale także kontekstem geopolitycznym i logistycznym otaczającym jego produkcję.
Chipy 2 nm oznaczają kolejny wielki krok w branży półprzewodników, o ogromnym potencjale transformacji tak różnych sektorów jak sztuczna inteligencja, ruchomy, przetwarzanie w chmurze lub motoryzacja. Mimo że otaczają ich wyzwania natury technicznej i politycznej, ich przybycie oznacza początek nowej ery technologicznej, która w nadchodzących latach może zmienić globalną równowagę przemysłową.
Pisarz z pasją zajmujący się światem bajtów i technologii w ogóle. Uwielbiam dzielić się swoją wiedzą poprzez pisanie i właśnie to będę robić na tym blogu, pokazywać Ci wszystkie najciekawsze rzeczy o gadżetach, oprogramowaniu, sprzęcie, trendach technologicznych i nie tylko. Moim celem jest pomóc Ci poruszać się po cyfrowym świecie w prosty i zabawny sposób.