Bản cập nhật 3nm của TSMC: N3P trong sản xuất, N3X trên đường đua

TSMC đã bắt đầu sản xuất chip trên công nghệ quy trình 3nm thế hệ thứ ba N3P vào quý 4 năm 2024, như đã dự kiến, theo thông tin từ Hội nghị Công nghệ Bắc Mỹ 2025. N3P kế nhiệm N3E, nhắm vào các ứng dụng cho khách hàng và trung tâm dữ liệu yêu cầu hiệu suất cao hơn trong khi vẫn giữ IP 3nm. Công nghệ này sẽ được thay thế bằng N3X vào nửa cuối năm nay.

N3P của TSMC là phiên bản thu nhỏ quang học của N3E, giữ nguyên quy tắc thiết kế và tương thích IP, đồng thời cung cấp hiệu suất cao hơn 5% với mức rò rỉ tương đương hoặc giảm 5-10% công suất ở cùng tần số. N3P cũng tăng mật độ transistor lên 4 lần cho các thiết kế có sự kết hợp giữa logic, SRAM và khối tương tự. Nhờ vào việc cải thiện quang học, N3P cho phép mở rộng tốt hơn cho tất cả cấu trúc chip, đặc biệt là các thiết kế hiệu suất cao có nhiều SRAM.

N3P đã bắt đầu sản xuất, và công ty đang phát triển sản phẩm dựa trên công nghệ này cho các khách hàng chính. Có những cải tiến về PPA của các công nghệ quy trình mới của TSMC, với các thông số so sánh giữa N3 và N5, N3E và N5, N3P và N3E, N3X và N3P về điện năng và hiệu suất được công bố trong các cuộc gọi hội nghị, sự kiện và thông cáo báo chí.

Mật độ chip 2V của TSMC cho thấy sự kết hợp giữa 50% logic, 30% SRAM và 20% analog trong cùng một diện tích và tốc độ. Thế hệ công nghệ quy trình 3nm cho các ứng dụng hiệu suất cao không dừng lại ở N3P. Tiếp theo sẽ là N3X, hứa hẹn tăng hiệu suất tối đa thêm 5 lần ở cùng mức công suất hoặc giảm tiêu thụ điện năng 7 lần ở cùng tần số so với N3P.

Lợi ích chính của N3X so với N3P là hỗ trợ điện áp lên tới 1.2V, điều này rất cao cho công nghệ 3nm, giúp đạt được tần số tối đa Fmax cho các ứng dụng như CPU máy tính. Tuy nhiên, Fmax này đi kèm với sự đánh đổi về công suất rò rỉ cao hơn tới 250, vì vậy các nhà phát triển chip cần cẩn thận khi thiết kế các sản phẩm dựa trên N3X với điện áp 1.2V.

Sản xuất hàng loạt chip N3X dự kiến sẽ diễn ra vào nửa cuối năm nay. Bạn có thể thích quy trình 18A của Intel và N2 của TSMC, so với Intel thì nhanh hơn nhưng TSMC thì đậm đặc hơn. TSMC đã công bố công nghệ 1.4nm với transistor GAA thế hệ 2, dự kiến ra mắt vào năm 2028. N3P đã bắt đầu sản xuất vào cuối năm ngoái, theo Kevin Zhang, phó giám đốc điều hành và phó COO của TSMC.

Chúng tôi tiếp tục cải tiến công nghệ 3nm. Chiến lược của chúng tôi là sau khi giới thiệu các nút công nghệ mới, chúng tôi sẽ tiếp tục nâng cấp để khách hàng có thể tận dụng lợi ích từ việc mở rộng công nghệ. Chúng tôi hiểu rằng việc chuyển sang nút công nghệ mới là một khoản đầu tư lớn cho khách hàng, chẳng hạn như phát triển IP trong hệ sinh thái. Vì vậy, chúng tôi mong muốn khách hàng có thể thu lợi nhiều hơn từ khoản đầu tư của họ tại mỗi nút công nghệ mới, đồng thời chúng tôi cũng cung cấp các cải tiến ở cấp độ sản phẩm.

TSMC thường cung cấp nhiều phiên bản công nghệ quy trình trong một bộ phát triển quy trình, ví dụ như N5, N5P, N4, N4P, N4C. Điều này giúp công ty sử dụng thiết bị đắt tiền lâu hơn và cho phép khách hàng tái sử dụng IP của họ lâu hơn. Vì vậy, N3P và N3X là những bổ sung tự nhiên cho dòng sản phẩm N3. Mặc dù công nghệ 2nm của TSMC đang thu hút sự chú ý, phần lớn các vi xử lý tiên tiến cho các ứng dụng sẽ ra mắt trong thời gian tới, bao gồm iPhone, iPad và Mac thế hệ tiếp theo, sẽ được sản xuất trên công nghệ N3 của TSMC.

Nguồn: www.tomshardware.com/tech-industry/tsmcs-3nm-update-n3p-in-production-n3x-on-track