En 2020, le chipset A14 Bionic d’Apple et le SoC Kirin 9000 de Huawei ont été les premières puces fabriquées par TSMC à l’aide de son nœud de processus de 5 nm.
L’année dernière, TSMC a produit la seule puce à 3 nm utilisée sur un smartphone, le A17 Pro, qui équipe actuellement l’iPhone 15 Pro et l’iPhone 15 Pro Max. À mesure que la taille des nœuds de traitement diminue, les transistors utilisés par une puce deviennent plus petits, ce qui signifie qu’une plus grande quantité d’entre eux peut être intégrée dans le composant. Plus le nombre de transistors est élevé, plus la puce est puissante et/ou économe en énergie.
Par exemple, lorsque TSMC est passé de 5 à 3 nm pour le SoC A17 Pro, la vitesse du CPU a été augmentée de 10 %, celle du GPU de 20 % et le moteur neuronal a été multiplié par deux sur l’iPhone.
Tout comme Apple a été le premier (et jusqu’à présent le seul) fabricant de smartphones à utiliser un chipset de 3 nm pour alimenter certains de ses smartphones, DigiTimes affirme que Apple sera la première à utiliser un chipset produit à l’aide du nœud de processus 2 nm lorsque TSMC commencera à utiliser le 2 nm pour construire des puces pour ses clients au cours de la seconde moitié de 2025.
La production de TSMC en 2 nm inaugurera ses transistors Gate-all-around (GAA), qui utilisent des nanofeuillets horizontaux empilés verticalement pour permettre à la grille de couvrir le canal sur les quatre côtés. Cela permet de réduire les fuites de courant et d’augmenter le courant d’entraînement.
Le 1,4 nm à partir de 2027
Samsung Foundry utilise déjà des transistors GAA pour ses puces à 3 nm, mais TSMC ne le fera pas avant le début de sa production à 2 nm. Pour assurer le passage au 2 nm, TSMC construit deux nouvelles fabs (installations de fabrication de puces) et demande l’autorisation d’en construire une troisième. La construction des fabs pour la production de 2 nm coûtera à TSMC des milliards de dollars. Mais avant de passer à 2 nm, TSMC utilisera des versions améliorées de son nœud de 3 nm. Le nœud de processus à 3 nm N3B de l’année dernière deviendra le nœud N3E amélioré de cette année et le nœud N3P de l’année suivante. Cela nous amène à 2 nm d’ici la seconde moitié de 2025. Le mois dernier, TSMC a présenté à Apple un prototype de puce à 2 nm.
Après le 2 nm, TSMC devrait proposer un nœud de processus de 1,4 nm à partir de 2027. Selon MacRumors, Apple cherche déjà à réserver des capacités de production pour la première année, tant pour le nœud 1,4 nm que pour le nœud 1 nm. Apple est le plus gros client de TSMC et devrait bénéficier d’une remise sur les prix des plaquettes, qui devraient atteindre 25 000 dollars pour une plaquette de silicium de 12 pouces pour la production en 2 nm en 2025.
