เป็นเวลานานแล้วที่ TSMC มีบทบาทสำคัญในวงการผลิตชิป ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีการผลิตหรือขนาดโรงงาน พวกเขาล้วนเป็นคู่แข่งชั้นนำ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่นานมานี้ มีข่าวเกี่ยวกับ "การเปลี่ยนแปลงในตลาดการผลิตชิป" และ "ซัมซุงเข้ามาแทนที่ TSMC" ปรากฏขึ้นมากมายในโลกออนไลน์

เหตุผลก็คือ Samsung ได้สาธิตชิปขนาด 3 นาโนเมตรตัวแรกของโลกในงานประชุม IEEE ISSCC International Solid-State Circuit Conference ที่จัดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้

ยิ่งไปกว่านั้น ชิปที่ซัมซุงนำเสนอนั้นไม่เพียงแต่ใช้เทคโนโลยีการผลิตที่ทันสมัยที่สุดเท่านั้น แต่ยังพัฒนาเทคโนโลยี GAAFET (surround gate field effect transistor) ของ TSMC ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก

กล่าวโดยสรุป ปัจจุบัน TSMC และ Samsung ใช้เทคโนโลยี FinFET (Fin Field Effect Transistor) ในการผลิตชิปขนาด 5 นาโนเมตร ส่วนเทคโนโลยี GAAFET ที่ใช้ในชิปขนาด 3 นาโนเมตรของ Samsung นั้นถือเป็นเทคโนโลยี FinFET รุ่นต่อไป

ข้อดีของเทคโนโลยีนี้คือโครงสร้างที่ยอดเยี่ยม และชิปที่ใช้เทคโนโลยี FinFET สามารถรองรับทรานซิสเตอร์ได้มากขึ้น

เทคโนโลยี GAAFET ไม่เพียงแต่รักษาข้อดีของเทคโนโลยี FinFET ไว้เท่านั้น แต่ยังจัดเรียงและปรับแต่งทรานซิสเตอร์บนชิปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้สูงสุด ส่งผลให้ประหยัดพลังงานและลดความร้อนได้

จากข้อมูลอย่างเป็นทางการของซัมซุง ชิปขนาด 3 นาโนเมตรที่ใช้เทคโนโลยี GAAFET มีการใช้พลังงานต่ำกว่า 50% และมีประสิทธิภาพสูงกว่าชิปขนาด 3 นาโนเมตรที่ใช้เทคโนโลยี FinFET ถึง 30%

หากข้อมูลที่ซัมซุงให้มาเป็นความจริง ชิป 3 นาโนเมตรของซัมซุงที่ใช้เทคโนโลยี GAAFET จะมีประสิทธิภาพดีกว่าชิปของ TSMC ในช่วงเวลาเดียวกันอย่างแน่นอน เป้าหมายของซัมซุงในการแซงหน้า TSMC และก้าวขึ้นเป็นผู้ผลิตชิปอันดับหนึ่งของโลกอาจบรรลุผลได้ภายในสองปีข้างหน้า

อย่างไรก็ตาม TSMC ก็มีทีมสำรองอยู่บ้าง คุณก็รู้ว่า TSMC ขึ้นชื่อเรื่องเทคโนโลยีที่ยอดเยี่ยมในตลาดมาโดยตลอด และเมื่อต้องเผชิญกับคู่แข่งที่น่ากลัวอย่าง Samsung ในครั้งนี้ TSMC ก็เริ่มเร่งพัฒนาและยกระดับเทคโนโลยีชิปของตนอย่างเต็มที่

ตามรายงานของสื่อไต้หวัน TSMC จะร่วมมือกับอุตสาหกรรมชิปของญี่ปุ่นเพื่อเร่งผลิตชิปขนาด 2 นาโนเมตร แม้ว่าญี่ปุ่นจะไม่มีโรงงานผลิตเวเฟอร์ที่ทันสมัย ​​แต่ก็มีบทบาทสำคัญมากในด้านเทคโนโลยีขั้นสูงต้นน้ำ

ลองพิจารณาเครื่องพิมพ์ลิโทกราฟี EUV ซึ่งเป็นที่คุ้นเคยกันดีในหมู่ผู้ใช้งานในประเทศ อย่างที่เราทราบกันดีว่า ASML เป็นบริษัทเดียวในโลกที่มีความสามารถในการผลิตเครื่องพิมพ์ลิโทกราฟี EUV แต่หลายคนไม่ทราบว่า ASML ขาดความช่วยเหลือจากบริษัทญี่ปุ่น และเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเครื่องพิมพ์ลิโทกราฟี EUV ขึ้นมาเองได้

บริษัทญี่ปุ่นมีบทบาทสำคัญในหลายด้านของการผลิตเครื่องจักรสำหรับการพิมพ์ภาพด้วยแสงยูวี (EUV lithography machine) บริษัท Tokyo Electronics ของญี่ปุ่นครองส่วนแบ่งตลาดอุปกรณ์เคลือบและพัฒนาภาพสำหรับเครื่องจักรพิมพ์ภาพด้วยแสงยูวีถึง 100% นอกจากนี้ บริษัท Lasertec Corp ของญี่ปุ่นยังเป็นบริษัทเดียวในโลกที่สามารถผลิตอุปกรณ์ตรวจสอบหน้ากาก EUV ได้ ในด้านการขายสารไวแสง (photoresist) ผู้ผลิตจากญี่ปุ่นก็มีส่วนแบ่งการตลาดที่เหนือกว่าคู่แข่งอย่างมากเช่นกัน

สำหรับ TSMC การอาศัยรากฐานทางเทคนิคที่แข็งแกร่งของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ของญี่ปุ่น จะทำให้การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้ความพยายามเพียงครึ่งเดียว ญี่ปุ่นเองก็ตั้งตารอที่จะร่วมมือกับ TSMC ที่จริงแล้ว ในปี 2020 ญี่ปุ่นได้ยื่นไมตรีให้ TSMC และเชิญ TSMC มาสร้างโรงงานผลิตชิปขั้นสูงในญี่ปุ่น

นอกจากนี้ ญี่ปุ่นยังได้รวบรวมบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ชิปรายใหญ่ในประเทศ เช่น โตเกียว อิเล็กโทรนิคส์, แคนนอน และสกรีน เพื่อจัดตั้งทีมวิจัยและพัฒนา โดยวางแผนที่จะสร้างเทคโนโลยีการผลิตเซมิคอนดักเตอร์รุ่นใหม่ที่เล็กกว่า 2 นาโนเมตรภายในกลางปีนี้ และกำหนดให้บริษัทเหล่านี้จัดตั้งสายการผลิตทดสอบเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการประมวลผลทางไฟฟ้าและการทำความสะอาดที่เกี่ยวข้อง กล่าวได้ว่าญี่ปุ่นมีความพร้อมอย่างเต็มที่สำหรับความร่วมมือนี้

จากข่าวที่ TSMC ประกาศก่อนหน้านี้ TSMC จะใช้เทคโนโลยี MBCFET (Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor) ในกระบวนการผลิต 2 นาโนเมตร ซึ่งเป็นเทคโนโลยี GAAFET ประเภทหนึ่งเช่นกัน กระบวนการผลิตนี้จะเริ่มทดลองผลิตในขนาดเล็กในปี 2023 และจะแพร่หลายในปี 2024 ซึ่งล้ำหน้ากว่าเทคโนโลยี GAAFET 3 นาโนเมตรของ Samsung

นอกจากซัมซุงและทีเอสเอ็มซีแล้ว อินเทลซึ่งเป็นอีกหนึ่งยักษ์ใหญ่ด้านชิปก็กำลังจับตามองตลาดโรงงานผลิตชิปเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ในระยะสั้น ความแข็งแกร่งของอินเทลยังคงตามหลังซัมซุงและทีเอสเอ็มซีอยู่มาก

การเจรจาอย่างเข้มข้นระหว่าง Samsung และ TSMC จะเป็นภาพที่พบเห็นได้ทั่วไปในตลาดโรงงานผลิตชิปในอีกห้าถึงสิบปีข้างหน้า