Per lungo tempo, TSMC ha svolto un ruolo dominante nel settore delle fonderie di chip. Indipendentemente dalla tecnologia o dalle dimensioni delle fonderie, sono tutte concorrenti di primo piano. Tuttavia, di recente, sono emerse online notizie riguardanti "cambiamenti nel mercato delle fonderie di chip" e "la sostituzione di TSMC con Samsung".

Il motivo è che Samsung ha presentato il primo chip a 3 nm al mondo alla conferenza internazionale sui circuiti a stato solido IEEE ISSCC, tenutasi non molto tempo fa.

Inoltre, il chip mostrato da Samsung non solo utilizza la tecnologia di processo più avanzata, ma rappresenta anche un ulteriore miglioramento della tecnologia GAAFET (transistor a effetto di campo a gate circolare) di TSMC.

In parole semplici, TSMC e Samsung attualmente utilizzano la tecnologia FinFET (Fin Field Effect Transistor) per la produzione di chip a 5 nm. La tecnologia GAAFET, utilizzata nei chip a 3 nm di Samsung, è considerata la tecnologia FinFET di nuova generazione.

Il vantaggio di questa tecnologia risiede nella sua eccellente struttura, e i chip che utilizzano la tecnologia FinFET possono ospitare un numero maggiore di transistor.

La tecnologia GAAFET non solo mantiene i vantaggi della tecnologia FinFET, ma seleziona e regola anche i transistor sul chip per massimizzare l'utilizzo dell'energia. Ciò consente di ottenere un risparmio energetico e una riduzione del calore.

Secondo i dati ufficiali di Samsung, i chip a 3 nm che utilizzano la tecnologia GAAFET hanno un consumo energetico inferiore del 50% e prestazioni superiori del 30% rispetto ai chip a 3 nm che utilizzano la tecnologia FinFET.

Se i dati forniti da Samsung sono veritieri, i chip a 3 nm di Samsung con tecnologia GAAFET avranno sicuramente prestazioni superiori rispetto ai chip TSMC dello stesso periodo. L'obiettivo di Samsung di superare TSMC e diventare la fonderia di chip numero uno al mondo potrebbe essere raggiunto entro i prossimi due anni.

Tuttavia, TSMC non è priva di riserve. Come ben sappiamo, TSMC è sempre stata orgogliosa della sua eccellente tecnologia. Di fronte alla minaccia rappresentata da Samsung, TSMC ha accelerato i tempi e implementato aggiornamenti tecnologici nella sua tecnologia dei chip.

Secondo quanto riportato dai media taiwanesi, TSMC unirà le forze con l'industria giapponese dei semiconduttori per accelerare congiuntamente lo sviluppo di chip a 2 nm. Sebbene il Giappone non disponga di fonderie di wafer all'avanguardia, occupa una posizione molto importante nella fase iniziale della filiera tecnologica.

Prendiamo ad esempio le macchine per litografia EUV, le più conosciute dagli utenti nazionali. Come tutti sappiamo, ASML è l'unica azienda al mondo in grado di produrre macchine per litografia EUV. Tuttavia, molti non sanno che ASML non si avvale della collaborazione di aziende giapponesi e che, di conseguenza, non è in grado di costruire una macchina per litografia EUV.

Le aziende giapponesi svolgono un ruolo importante in molti aspetti della produzione di macchine per litografia EUV. La giapponese Tokyo Electronics detiene il 100% del mercato delle apparecchiature di rivestimento e sviluppo per macchine fotolitografiche. La giapponese Lasertec Corp è inoltre l'unica azienda al mondo in grado di produrre apparecchiature per l'ispezione di maschere EUV. Anche in termini di vendite di fotoresist, i produttori giapponesi vantano una quota di mercato di gran lunga superiore.

Per TSMC, grazie alla solida base tecnica dell'industria giapponese dei semiconduttori, la ricerca e lo sviluppo di nuove tecnologie risulteranno più efficaci e richiederanno la metà dello sforzo. Anche il Giappone auspica una collaborazione con TSMC. Infatti, già nel 2020, il Giappone ha teso la mano a TSMC invitandola a costruire un impianto di produzione di chip avanzati sul suo territorio.

Inoltre, il Giappone ha riunito i principali produttori locali di apparecchiature per semiconduttori, come Tokyo Electronics, Canon e SCREEN, per formare un team di ricerca e sviluppo. L'obiettivo è quello di implementare la tecnologia di produzione di semiconduttori di nuova generazione, successiva ai 2 nm, entro la metà di quest'anno, e di richiedere a queste aziende di allestire linee di produzione di prova per sviluppare le relative tecnologie di lavorazione e pulizia dei componenti elettronici di precisione. Si può affermare che il Giappone è pienamente preparato per questa collaborazione.

In base alle precedenti notizie annunciate da TSMC, l'azienda utilizzerà la tecnologia MBCFET (Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor) nel processo a 2 nm, che è anche un tipo di tecnologia GAAFET. Questo processo verrà avviato in una produzione di prova su piccola scala nel 2023 e diventerà di uso comune nel 2024. Risulterà più avanzato della tecnologia GAAFET a 3 nm di Samsung.

Oltre a Samsung e TSMC, anche un altro gigante dei semiconduttori, Intel, sta puntando al mercato delle fonderie di chip. Tuttavia, nel breve termine, la forza di Intel è ancora ben lontana da quella di Samsung e TSMC.

Il dialogo serrato tra Samsung e TSMC sarà la scena più comune nel mercato delle fonderie di chip nei prossimi cinque-dieci anni.