تی‌اس‌ام‌سی تولید انبوه تراشه‌های ۲ نانومتری را زودتر از موعد آغاز کرد؛ تسریع نقشه‌های راه تراشه‌های هوش مصنوعی

شرکت تولید نیمه‌رسانای تایوان (TSMC) رسماً تولید انبوه گره فرآیند ۲ نانومتری (N2) مورد انتظار خود را آغاز کرده و به این نقطه عطف حیاتی تولید، یک فصل کامل زودتر از هدف اصلی خود در اواخر سال ۲۰۲۶ دست یافته است.[1][8]

عرضه زودهنگام سیلیکون N2 یک لحظه تعیین‌کننده برای صنعت جهانی نیمه‌رسانا، به ویژه برای بخش هوش مصنوعی که به سرعت در حال گسترش است و کاملاً به ساخت پیشرفته برای حفظ رشد خود متکی است، محسوب می‌شود.[4]

در طول دو سال گذشته، توسعه‌دهندگان سخت‌افزار هوش مصنوعی توسط «دیوار قدرت» محدود شده‌اند؛ یک محدودیت فیزیکی که در آن انرژی مورد نیاز برای اجرای شبکه‌های عصبی به‌طور فزاینده عظیم، تهدید می‌کرد که از ظرفیت‌های الکتریکی مراکز داده مدرن پیشی بگیرد.[3]

فرآیند ۲ نانومتری TSMC مستقیماً با معرفی یک معماری ترانزیستور اساساً جدید به نام ترانزیستورهای اثر میدانی گیت-فراگیر (GAAFETs)، که جایگزین طراحی‌های قدیمی‌تر FinFET می‌شود، این گلوگاه را برطرف می‌کند.[2]

برخلاف طراحی‌های FinFET قبلی که نیروی محرکه یک دهه گذشته گوشی‌های هوشمند و پردازنده‌های گرافیکی (GPU) بودند، GAAFETs کانال رسانا را از هر چهار طرف با گیت احاطه می‌کنند، نه فقط سه طرف.[5]

این کنترل ۳۶۰ درجه، نشت الکتریکی را به شدت کاهش می‌دهد، که یک مشکل مداوم در مقیاس‌های میکروسکوپی است و به ترانزیستور اجازه می‌دهد تا با دقت بی‌سابقه و حداقل اتلاف انرژی روشن و خاموش شود.[2][5]

نتیجه عملی این تغییر معماری، کاهش ۲۵ تا ۳۰ درصدی مصرف برق در همان سرعت در مقایسه با گره ۳ نانومتری فعلی TSMC، یا به طور متناوب، افزایش عملکرد ۱۵ تا ۲۰ درصدی در همان سطح توان است.[1][4]

برای طراحان شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی مانند انویدیا و ای‌ام‌دی، این فضای حرارتی یک تحول است که به آن‌ها امکان می‌دهد میلیاردها ترانزیستور بیشتر را روی یک دای (Die) واحد بدون ذوب کردن زیرساخت سرور اطراف، فشرده کنند.[7]

تحلیلگران صنعت گزارش می‌دهند که مشتریان اصلی TSMC در واکنش به تولید انبوه زودهنگام N2، نقشه‌های راه محصولات خود را تسریع کرده‌اند و مشتاقند از مزایای بهره‌وری انرژی استفاده کنند.[1][3]

انتظار می‌رود اپل، که به طور سنتی اولین مشتری گره‌های پیشرفته TSMC است، سیلیکون N2 را در دستگاه‌های مصرفی آینده خود عرضه کند، در حالی که شرکت‌های متمرکز بر هوش مصنوعی به شدت در حال رزرو ظرفیت کارخانه‌های تولید برای پردازنده‌های گرافیکی نسل بعدی مراکز داده هستند.[7]

افزایش موفقیت‌آمیز گره N2 همچنین بر تسلط مستمر TSMC بر لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) تأکید می‌کند؛ فناوری نوری فوق‌العاده پیچیده‌ای که برای چاپ الگوهایی به عرض چند اتم بر روی ویفرهای سیلیکونی مورد نیاز است.[5]

گزارش‌ها از کارخانه‌های تولید TSMC در هسینچو و کائوسیونگ نشان می‌دهد که نرخ بازدهی اولیه – درصد تراشه‌های عملیاتی در هر ویفر – فراتر از پیش‌بینی‌های داخلی بوده است، که برای یک گذار گره با این عظمت و پیچیدگی، یک اتفاق نادر است.[6]

در حالی که تخمین زده می‌شود هزینه هر ویفر N2 به طور قابل توجهی بالاتر از نسل‌های قبلی باشد، چگالی محاسباتی خالصی که ارائه می‌دهد، اقتصاد را برای ارائه‌دهندگان ابری در مقیاس بزرگ (هایپراسکالرها) که هزینه‌ها را بر اساس عملکرد به ازای هر وات اندازه‌گیری می‌کنند، بسیار مطلوب می‌سازد.[3][8]

در نهایت، جدول زمانی تسریع شده برای سیلیکون ۲ نانومتری تضمین می‌کند که زیربنای سخت‌افزاری برای جهش بعدی در هوش مصنوعی – از مدل‌های استدلال پیشرفته گرفته تا رباتیک تجسم‌یافته – محکم در جای خود قرار دارد و روح قانون مور را برای یک نسل دیگر زنده نگه می‌دارد.[4][7]