Secondo quanto riferito, TSMC addebiterà $ 20.000 per wafer da 3 nm

GPU e SoC diventeranno più costosi

Secondo quanto riferito, TSMC aumenterà il prezzo dei wafer lavorati utilizzando la sua tecnologia di processo all'avanguardia N3 (classe 3 nm) del 25% rispetto al nodo di produzione N5 (classe 5 nm). Ciò renderà immediatamente più costosi processori complessi come GPU e SoC per smartphone, il che renderà più costosi dispositivi come schede grafiche e telefoni. Nel frattempo, costi proibitivi renderanno più attraenti i progetti multi-chiplet. Un wafer elaborato sulla tecnologia di produzione N3 all'avanguardia di TSMC costerà oltre $ 20.000 secondo DigiTimes (tramite @RetiredEngineer). Al contrario, un wafer N5 costa circa 16.000 dollari, afferma il rapporto.

Ci sono molte ragioni per cui realizzare chip sui nodi di produzione N5 e N3 è costoso. Innanzitutto, entrambe le tecnologie utilizzano la litografia ultravioletta estrema (EUV) in modo piuttosto estensivo fino a 14 strati in N5 e ancora di più con N3. Ogni strumento EUV costa 150 milioni di dollari e più scanner EUV devono essere installati in una fabbrica, il che significa costi aggiuntivi per TSMC. Inoltre, ci vuole molto tempo per produrre chip su N5 e N3, il che significa ancora una volta costi più elevati per TSMC.

TSMC generalmente non rivela i prezzi dei suoi wafer, tranne che ai clienti effettivi. È anche importante notare che i prezzi contrattuali - quelli che probabilmente verranno utilizzati dagli ordini più grandi da aziende come Apple, AMD, Nvidia e persino la rivale Intel - potrebbero essere inferiori ai prezzi base. Eppure, ecco cosa dice il rapporto sui prezzi attuali.

Si prevede che gli sviluppatori di chip che utilizzano i servizi di TSMC trasferiranno i costi dei nuovi chip ai clienti a valle, il che renderà gli smartphone e le schede grafiche più costosi. Anche adesso, l’iPhone 14 Pro di Apple parte da $ 999, mentre la GeForce RTX 4090 di punta di Nvidia ha un prezzo di $ 1.599. Una volta che aziende come Apple e Nvidia adotteranno il nodo N3 di TSMC, possiamo aspettarci che i loro prodotti diventino ancora più costosi. Naturalmente il costo effettivo del chip può essere ancora relativamente piccolo rispetto a tutte le altre parti che vanno in un moderno smartphone o scheda grafica. Prendiamo l'AD102 di Nvidia, che misura 608 mm^2. I calcolatori delle matrici per wafer stimano che Nvidia possa ottenere circa 90 chip da un wafer N5, o un costo base di $ 178 per chip. L'imballaggio, i costi del PCB, i componenti, il raffreddamento, ecc. contribuiscono probabilmente almeno il doppio, ma il costo reale risiede negli aspetti di ricerca e sviluppo della moderna progettazione dei chip.

Sebbene esistano ragioni razionali per cui i prezzi di TSMC stanno aumentando, va notato che la società può farla franca poiché attualmente non ha rivali in grado di produrre chip utilizzando tecnologie di fabbricazione all'avanguardia con rendimenti decenti e ad alti livelli. volumi. Sebbene formalmente Samsung Foundry sia in vantaggio su TSMC con la sua tecnologia di processo 3GAE (transistor di classe 3 nm, gate all around), si ritiene che venga utilizzata solo per minuscoli chip di mining di criptovaluta a causa dei rendimenti insufficienti. Nel frattempo, la tecnologia di processo a 4 nm di Samsung Foundry non è stata all'altezza delle aspettative per quanto riguarda le prestazioni.

Quando (e se) Samsung e Intel Foundry Services offriranno tecnologie di processo che superano quelle di TSMC, la più grande fonderia del mondo dovrà limitare in qualche modo i suoi prezzi, anche se non prevediamo che i prezzi dei chip scendano a causa dell'intensificata concorrenza sul mercato della fonderia come fab stanno diventando più costosi, i costi di sviluppo dei chip stanno aumentando e le tecnologie di fabbricazione stanno diventando sempre più complesse.

In generale, i costi di produzione dei chip sui nodi all’avanguardia hanno iniziato ad aumentare rapidamente a metà degli anni 2010, quando Intel, GlobalFoundries, Samsung, TSMC e UMC hanno adottato i transistor FinFET. All'epoca i costi aumentarono per tutti nonostante la forte concorrenza tra i produttori di semiconduttori a contratto.

Si prevede che il primo cliente di TSMC ad utilizzare N3 sarà Apple, che può permettersi di sviluppare un SoC appropriato, produrlo in grandi volumi e continuare a guadagnare con il suo hardware. Apple non ha indicato che tipo di processori intende realizzare sull'N3, ma sembra logico un seguito agli attuali M2 e A16 Bionic. Altri sviluppatori di chip potrebbero per ora trattenersi dall'utilizzare N3 di TSMC a causa dei suoi costi proibitivi e utilizzare invece progetti basati su chiplet a causa dei minori costi di sviluppo, minori rischi e minori costi di produzione.