De twee toekomstige chipproductienodes van respectievelijke Intel en TSMC beloven interessante concurrentie. TSMC zou de hoogste transistordichtheid bereiken, terwijl Intel een streepje voor heeft wat pure prestaties betreft.
Zowel Intel als TSMC sleutelen aan hun volgende geavanceerde productielijnen voor microchips. Voor Intel wordt dat het Intel 18A-proces, verwijzend naar 18 Angstrom of 1,8 nm. Dat formaat is indicatief voor bepaalde structuren op de microchip en niet voor de (grotere) transistors zelf. Interpreteer het erg kort door de bocht als een soort van resolutie van de productienode.
TSMC werkt aan zijn N2-proces, dat naar 2 nm verwijst. Omdat het formaat niet op een duidelijke norm is gebaseerd, wil dat niet zeggen dat Intel 18A per definitie kleinere componenten heeft dan TSMC N2. Het is wel een indicatie van het feit dat de twee nodes dicht bij elkaar zullen liggen.
Analyse van TechInsights en SemiWiki toont nu aan waar de gelijkenissen verschillen zitten. Voor de nodeverkleining maken TSMC en Intel in eerste instantie een aantal gelijkaardige keuzes.
GAAFET
Om te beginnen stappen beide chipfabrikanten af van FinFET-transistors ten voordele van nanosheet. FinFET loopt op die kleine schaal tegen zijn limieten aan, en nanosheet (GAAFET) maakt een hogere efficiëntie en schaalbaarheid mogelijk.
De nodes moeten zowel chips bij TSMC als bij Intel een hogere efficiëntie opleveren. Dat is logisch: kleinere componenten op de chips zorgen voor kleinere transistors, en die gebruiken minder energie. TSMC ziet een daling van het stroomverbruik met 30 procent tegenover 3 nm. Voor Intel 18A zijn de cijfers niet gekend.
De voorziene timing is gelijkaardig. Beide partijen verwachten dit jaar nog klaar te zijn met volumeproductie. TSMC haalt voor SRAM op 2 nm al opbrengsten van meer dan 80 procent. Die van Intel zijn onbekend, maar zouden ondanks geruchten ook hoog zijn.
Prestatie vs. dichtheid
Er zijn ook belangrijke verschillen. TSMC haalt met N2 bijvoorbeeld een veel hogere dichtheid dan Intel met 18A (238 MTx/mm² vs 313 MTx/mm² – miljoen transistors per vierkante milimeter). De rapporten suggereren omgekeerd dat Intel 18A de prestatiekampioen is, met de meest performante node in de 2 NM-klasse. TSMC volgt op plaats twee.
Intel kiest voor deze node voor Backside Power Delivery (BPD), maar TSMC stelt die zet nog even uit. De toekomstige A16-node moet BPD wel omarmen, maar staat pas gepland voor binnen één à twee jaar. BPD zorgt ook voor efficiëntiewinst.
Aan elkaar gewaagd
Beide nodes zullen aan elkaar gewaagd zijn. Als Intel zijn timing kan behouden, is dat goed nieuws. TSMC had de laatste jaren een technologische voorsprong op Intel, maar met 18A belooft het bedrijf een inhaalmanoeuvre uit te voeren. TSMC voorbijsteken, lukt echter niet. Intel heeft voordelen wat prestaties betreft, TSMC op vlak van dichtheid.
Om te weten wat dat betekent, moeten we wachten op concurrerende chips die van de respectievelijke banden zullen rollen. In casu gaat het dan om nieuwe Intel-processors, die zich zullen meten met een nieuwe generatie CPU’s van AMD.