Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) commencera à produire en masse des puces à l'aide de son processus de fabrication de pointe N3 (classe 3nm) en septembre prochain, selon un rapport du Commercial Times qui cite des fabricants d'équipements. Le fabricant de puces sous contrat livrera les premiers produits fabriqués à l'aide de son nœud N3 à ses clients au début de l'année prochaine.TSMC est, en 2021, la plus importante fonderie de semiconducteurs indépendante. Son siège social est situé à Hsinchu, à Taïwan. Fondée en 1987, elle fabrique notamment les puces graphiques de Nvidia ainsi que les systèmes sur une puce Snapdragon de Qualcomm, mais également les puces d'Apple. Face à la montée des tensions entre la Chine et Taïwan, le président de TSMC, Mark Liu, a déclaré en début de mois qu'un éventuel conflit armé entre la Chine et Taïwan provoquerait des bouleversements économiques majeurs pour la Chine, Taïwan, les pays occidentaux, ainsi que pour le reste du monde.
Il a précisé que si la Chine devait envahir Taïwan, l'usine du plus grand fabricant de puces électroniques au monde serait rendue « non opérationnelle ». Liu a justifié ses propos par le fait que personne ne peut contrôler TSMC par la force, car l'usine a besoin d'une connexion en temps réel avec des acteurs mondiaux pour fonctionner.
La présidente de la Chambre des représentants des États-Unis, Nancy Pelosi a profité de sa visite à Taïwan pour s'entretenir avec le président de TSMC. Selon plusieurs sources, les discussions entre Pelosi et Mark Liu ont porté sur la loi américaine Chips and Science Act, qui a été approuvée par la Chambre des représentants et le Sénat américains la semaine dernière. Une information confirmée par Ker Chein-Ming, commissaire en chef du Parti démocratique progressiste au pouvoir au Parlement de Taïwan.
Le président Joe Biden a signé le 9 août cette loi donnant force de loi à un paquet de 280 milliards de dollars qui comprend 52 milliards de dollars de financement pour stimuler la fabrication nationale de semi-conducteurs aux États-Unis. « Aujourd'hui est un jour pour les bâtisseurs. Aujourd'hui, l'Amérique tient ses promesses », a déclaré Biden lors de la cérémonie de signature à la Maison-Blanche mardi. « La loi CHIPS et Science est un investissement unique en son genre dans l'Amérique elle-même ».
L'accord bipartisan visant à relancer l'innovation américaine en opposition à la domination technologique croissante de la Chine intervient dans un contexte de pénurie mondiale de semi-conducteurs. Cette pénurie a incité des fabricants comme Intel à investir dans de nouvelles usines afin de répondre à la demande croissante de produits technologiques tels que les ordinateurs portables et les smartphones dans le monde entier. Mais les responsables américains craignent que, sans intervention du gouvernement, les fabricants de puces continuent à délocaliser leurs nouvelles fonderies en Chine, laissant peu de place aux États-Unis pour tirer profit d'une industrie dont ils ont été les pionniers il y a plusieurs décennies.
Au total, la loi CHIPS and Science Act également connue sous le nom de Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors for America Act autorise jusqu'à 200 milliards de dollars de subventions sur 10 ans, si les États-Unis décident de poursuivre leurs investissements. La vision à long terme est de propulser les États-Unis devant la Chine et d'autres pays investis dans une course mondiale pour devenir le leader de l'industrie.
Seulement, Pékin considère la nouvelle législation américaine comme un plan de Washington visant à affaiblir le rôle de la Chine dans les chaînes d'approvisionnement mondiales de semiconducteurs. Qualifiée d'encombrante par certains, la visite de Pelosi semble avoir exacerbé un différend de longue date sur la souveraineté de l'île - avec des implications potentiellement massives pour les fournitures de technologies grand public. Cela a en effet attisé l'ire de Pékin, qui a enclenché des manœuvres militaires au large des côtes de Taïwan et a pris des sanctions économiques à l'encontre de l'île, interdisant notamment les exportations de sable naturel.
Traditionnellement, TSMC commence la fabrication à haut volume (HVM) d'un nouveau nœud entre mars et mai afin de produire suffisamment de puces pour les derniers iPhones d'Apple, qui sont généralement lancés en septembre. Mais le développement du nœud N3 de TSMC a pris plus de temps que d'habitude, c'est pourquoi les prochaines puces des smartphones d'Apple utiliseront un nœud différent. En revanche, les premières puces 3 nm de TSMC n'atteindront l'étape HVM qu'en septembre, soit un peu plus tard que ce que TSMC avait initialement promis (quelques mois de retard par rapport aux calendriers habituels). Malgré tout, l'entreprise atteindra son objectif de lancer la production de N3 au cours du second semestre de l'année.
Par rapport à la technologie de fabrication N5 d'origine, le processus de fabrication N3 initial devrait permettre d'améliorer les performances de 10 à 15 % (à puissance et complexité égales), de réduire la consommation d'énergie de 25 à 30 % (à vitesse et nombre de transistors identiques) et d'augmenter la densité logique d'environ 1,6 fois.
Ce nœud N3 original a une fenêtre de processus étroite, ce qui signifie un rendement plus faible que prévu pour certaines conceptions. TSMC développe actuellement un nœud N3E doté d'une fenêtre de processus améliorée qui présentera une densité de transistors légèrement inférieure. Cette technologie devrait entrer dans la production de masse environ un an après le nœud N3, mais il semble que le nœud N3E atteindra le HVM plus tôt que prévu. Finalement, TSMC ajoutera les nœuds N3P, N3S et N3X à sa famille 3nm.
La technologie FinFlex de TSMC est l'une des principales caractéristiques du N3. Elle permet aux développeurs de puces de mélanger et d'associer différents types de cellules standard au sein d'un même bloc afin d'optimiser avec précision les performances, la consommation d'énergie et la surface. FinFlex est particulièrement utile pour les éléments complexes tels que les cœurs de CPU ou de GPU, de sorte que des sociétés comme Apple, AMD, Nvidia et Intel seront en mesure de construire de meilleurs processeurs et processeurs graphiques pour les PC et les applications informatiques à haute performance. Apple devrait être le premier client de TSMC à adopter le processus de fabrication N3.
Malgré les derniers rapports d'Intel sur les progrès constants des nœuds de production propriétaires de 7 nm, des sources industrielles affirment qu'Intel pourrait modifier les plans de Meteor Lake pour qu'ils soient produits exclusivement sur les nœuds N5 de TSMC afin d'éviter les retards et de garantir des performances compétitives dans la bataille contre les prochains processeurs M d'Apple.
Intel a récemment révélé que les développements de Meteor Lake se déroulent bien et que le processus de fabrication devrait encore être principalement basé sur la technologie Intel 4 (7 nm). Meteor Lake est le nom de code de la 14e génération de processeurs d'Intel qui sera lancée après Raptor Lake en 2023. Le PDG Pat Gelsinger a précisé que « sur Intel 4, Meteor Lake a maintenant réussi à démarrer Windows et Linux », et que « la vitesse à laquelle l'équipe a pu atteindre ce jalon est un signe significatif de la santé à la fois de Meteor Lake et de notre technologie de processus Intel 4. » Cependant, des sources affirment qu'Intel évalue désormais la possibilité de produire toutes les puces intégrées de Meteor Lake sur les nœuds N5 de TSMC.
un rapport de TrendForce sur les retards de fabrication a suscité des rumeurs selon lesquelles Meteor Lake, le prochain processeur phare d'Intel, serait retardé jusqu'en 2024, ce qui lui ferait prendre un an de retard. (Lors d'une réunion avec les investisseurs en février, Intel a déclaré que Meteor Lake serait « mis sous tension
»cet été avant d'être livré en 2023).
Cependant, Intel dément catégoriquement ces rumeurs, le porte-parole Thomas Hannaford précisant que non seulement elles sont fausses, mais que Meteor Lake sera effectivement expédié et lancé en 2023. Il a également déclaré au départ que les puces seraient disponibles pour les consommateurs en 2023, mais il a fait marche arrière dès le 9 août, affirmant qu'Intel prend cette décision avec ses partenaires OEM.
Le plan initial révélé en août 2021 lors de l'Architecture Day d'Intel consistait à combiner le processus propriétaire de 7 nm avec le processus N5 de TSMC. Certains composants de Meteor Lake, comme la tuile de calcul, étaient censés être produits par Intel, tandis que TSMC aurait produit la tuile de GPU intégré et éventuellement la tuile d'E/S (SoC-LP). Il semble que ce ne soit plus le cas et qu'Intel essaie maintenant d'éviter les retards de production en exploitant pleinement la capacité de TSMC pour toutes les tuiles Meteor Lake. De plus, en utilisant le processus 5 nm de TSMC au lieu du processus propriétaire 7 nm.
Le processus N4 de TSMC est également envisagé, puisqu'il est dérivé du N5. Intel ne veut apparemment pas entrer en concurrence avec Apple pour la capacité N3, et s'en tiendra à N4 et N5 pour les dalles Meteor Lake. Ces développements pourraient être liés à la visite « secrète » de Pat Gelsinger chez TSMC en avril de cette année. Intel n'a jamais reconnu publiquement la dernière visite de Gelsinger à Taïwan, mais des sources locales ont rapidement spéculé que le PDG d'Intel était là pour renégocier les commandes initiales de TSMC et demander une capacité potentiellement accrue. Aujourd'hui, les sources suggèrent que « les commandes de CPU Meteor Lake d'Intel seront suffisamment importantes pour encourager TSMC à augmenter encore les capacités de fabrication disponibles pour sa plateforme de processus 5 nm d'ici la fin de 2022. »
TSMC a toujours insisté sur la mise en place d'une solide capacité de R&D interne. En tant que leader mondial de la technologie des semi-conducteurs, TSMC offre le portefeuille le plus avancé et le plus complet de technologies de processus de fonderie dédiées.
La technologie 3nm de TSMC (N3) sera un autre nœud complet de la technologie 5nm (N5), et offrira la technologie de fonderie la plus avancée à la fois en termes de PPA et de technologie de transistor lorsqu'elle sera introduite. La technologie N3 offrira un gain de densité logique pouvant atteindre 70 %, une amélioration de la vitesse pouvant atteindre 15 % à puissance égale et une réduction de la puissance pouvant atteindre 30 % à vitesse égale par rapport à la technologie N5. Le développement de la technologie N3 est en bonne voie et progresse bien. La technologie N3 offrira une prise en charge complète de la plate-forme pour les applications mobiles et HPC, qui devrait recevoir de nombreux produits de clients en 2021. En outre, la production en volume est prévue pour la seconde moitié de 2022.
Source : Commercial Times
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