TSMC svilupperà una sola versione del processo a 20nm

Le rese produttive di TSMC per il processo a 28 nanometri non soddisfano i clienti: lo abbiamo scritto qualche giorno fa, citando le preoccupazioni di Qualcomm ed NVIDIA i quali stanno ventilando la possibilità di rivolgersi ad altri produttori contrattisti per poter disporre di sufficienti volumi di processori da usare nei propri dispositivi.

La fonderia taiwanese, guardando avanti, ha intenzione di adottare una strategia differente per quanto riguarda la produzione futura a 20 nanometri con l'offerta di una sola versione del processo invece delle quattro che attualmente propone per il nodo a 28 nanometri. Le differenti tipologie di dispositivi presenti oggi sul mercato richiedono infatti chip piuttosto diversi tra loro e per questo motivo i contrattisti di semiconduttori sviluppano versioni speciali per ciascun processo produttivo allo scopo di predisporre un'offerta commerciale capace di rispondere a diversi requisiti.

Attualmente TSMC mette a disposizione dei propri clienti quattro versioni del processo a 28 nanometri: 28LP, basata su tecnologia con ossidonitruro di polisilicio, per i chip economici a basso consumo, 28HPL per le applicazioni low-power, 28HP per i chip ad elevate prestazioni ed infine il processo 28HPM che combina alte prestazioni e basso consumo ed è principalmente destinato a processori per tablet, smartphone e notebook. Queste ultime tre versioni sono tutte realizzate con tecnologia High-K Metal Gate.

Per ciò che concerne invece il processo a 20 nanometri TSMC ha invece intenzione di svilupparne una sola versione ed eventualmente proporre in un secondo momento un "nodo intermedio" a 18 o a 16 nanometri prima del passaggio ai 14 nanometri. Un nodo di passaggio prima di approdare al processo a 14 nanometri potrebbe rivelarsi indispensabile: è proprio a questo nodo produttivo infatti che verranno introdotte numerose innovazioni, come ad esempio la nuova struttura FinFET dei transistor, e che inzialmente potrebbero incrementare in maniera significativa i costi di produzione da portare i progettisti e le fonderie ad affidarsi alle tecnologie a 18 o a 16 nanometri.

E' inoltre opportuno considerare che il processo a 14 nanometri necessita delle tecnologie e dei macchinari di litografia EUV (Extreme Ultraviolet) che non saranno disponibili fino al 2014. Si tratta infatti di equipaggiamenti particolarmente esosi dal punto di vista energetico, e attualmente non vi sono fonti di energia sufficientemente adeguate per tali macchinari. I produttori degli apparati per la litografia, tra i quali il più importante è l'olandese ASML Holding, hanno messo a punto gli strumenti di litografia ad immersione a 193mm per adattarli alla produzione a 14 nanometri, ma questo potrebbe richiedere processi di triple-patterning su alcuni strati del chip ed il double-patterning su molti altri strati al fine di ottenere un'adeguata fedeltà di immagine dalle maschere. Un processo che risulterebbe decisamente troppo costoso per la produzione in voumi.