Долгое время TSMC играла доминирующую роль в сфере производства микросхем. Независимо от технологии или масштабов производства, все они являются ведущими конкурентами. Однако в последнее время в интернете стали появляться новости о «изменениях на рынке производства микросхем» и о том, что «Samsung заменит TSMC».

Причина в том, что компания Samsung недавно продемонстрировала первый в мире 3-нм чип на Международной конференции по твердотельным схемам IEEE ISSCC.

Более того, представленный Samsung чип не только использует самые передовые технологические процессы, но и представляет собой дальнейшее усовершенствование технологии GAAFET (полевой транзистор с окружающим затвором) от TSMC.

Проще говоря, в настоящее время TSMC и Samsung используют технологию FinFET (Fin Field Effect Transistor) при производстве 5-нм чипов. Технология GAAFET, используемая в 3-нм чипах Samsung, считается технологией следующего поколения FinFET.

Преимущество этой технологии заключается в ее превосходной структуре, и микросхемы, использующие технологию FinFET, могут вмещать больше транзисторов.

Технология GAAFET не только сохраняет преимущества технологии FinFET, но и сортирует и оптимизирует транзисторы на кристалле для максимального использования энергии. Это позволяет добиться энергосбережения и снижения тепловыделения.

Согласно официальным данным Samsung, 3-нм чипы, использующие технологию GAAFET, потребляют на 50% меньше энергии и обладают на 30% большей производительностью, чем 3-нм чипы, использующие технологию FinFET.

Если данные, предоставленные Samsung, верны, то 3-нм чипы Samsung с технологией GAAFET определенно будут работать лучше, чем чипы TSMC того же периода. Цель Samsung — обогнать TSMC и стать крупнейшим в мире производителем микросхем — может быть достигнута в течение следующих двух лет.

Однако у TSMC есть и резервные варианты. Как известно, TSMC всегда гордилась своими превосходными технологиями на рынке. Столкнувшись на этот раз с грозным Samsung, TSMC также ускорила темпы и провела технологические обновления в области своих чипов.

Согласно сообщениям тайваньских СМИ, TSMC объединит усилия с японской индустрией микросхем для совместной работы над 2-нм чипами. Хотя в Японии нет передовых заводов по производству кремниевых пластин, она занимает очень важное место в цепочке поставок передовых технологий.

Возьмем в качестве примера машины для EUV-литографии, наиболее известные отечественным пользователям. Как известно, ASML — единственная в мире компания, способная производить машины для EUV-литографии. Но многие не знают, что ASML не получает помощи от японских компаний, и поэтому создать машину для EUV-литографии невозможно.

Японские компании играют важную роль во многих аспектах производства оборудования для EUV-литографии. Японская компания Tokyo Electronics занимает 100% рынка оборудования для нанесения покрытий и проявления фотолитографических устройств. Японская компания Lasertec Corp также является единственной в мире компанией, способной производить оборудование для контроля EUV-масок. В сфере продаж фоторезистов японские производители также занимают лидирующие позиции.

Для TSMC, опираясь на глубокую техническую базу японской полупроводниковой промышленности, исследования и разработки новых технологий будут более эффективными при вдвое меньших усилиях. Япония также рассчитывает на сотрудничество с TSMC. Фактически, еще в 2020 году Япония протянула TSMC руку примирения и пригласила компанию построить в Японии передовой завод по производству микросхем.

Кроме того, Япония объединила усилия с местными гигантами в области производства микросхем, такими как Tokyo Electronics, Canon и SCREEN, для создания научно-исследовательской группы. Планируется, что к середине этого года будет внедрена технология производства полупроводников следующего поколения после 2-нм техпроцесса, и эти компании должны будут создать тестовые производственные линии для разработки соответствующих технологий тонкой электротехнической обработки и очистки. Можно сказать, что Япония полностью готова к такому сотрудничеству.

Согласно ранее опубликованным новостям TSMC, компания будет использовать технологию MBCFET (многоканальный полевой транзистор с мостовым расположением каналов) в 2-нм техпроцессе, которая также является разновидностью технологии GAAFET. Этот техпроцесс будет запущен в мелкосерийное пробное производство в 2023 году и получит широкое распространение в 2024 году. Он будет более совершенным, чем 3-нм технология GAAFET от Samsung.

Помимо Samsung и TSMC, еще один гигант в сфере производства микросхем, Intel, также присматривается к рынку контрактного производства чипов. Однако в краткосрочной перспективе Intel все еще значительно отстает от Samsung и TSMC.

Активный диалог между Samsung и TSMC станет наиболее распространенной тенденцией на рынке производства микросхем в ближайшие пять-десять лет.