Крупнейшим контрактным производителем полупроводниковых микросхем является тайваньская компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC). На ее промышленных мощностях изготавливают свои чипы, например, Qualcomm и MediaTek, а Apple стала ее крупнейшим клиентом. В прошлом году TSMC начала поставки микросхем, выполненных с учетом технологических норм 5 нм. Напомним, что чем жестче такая норма (меньше размер базового элемента – транзистора), тем больше их умещается на той же площади и тем быстрее и энергоэффективнее оказывается чип. В прошлом году корпорация IBM заявила, что способна произвести микросхему по техпроцессу 2 нм. В то же время отметив, что массовое производство по этой технологии может начаться только через несколько лет.
Чип Apple A13 Bionic, используемый в линейке iPhone 11 в 2019 году, был произведен по 7-нм техпроцессу TSMC. Плотность транзисторов тогда составила 89,97 млн на один кв. мм, а их общее количество достигло 8,5 млрд. На кристалле Apple A14 Bionic для iPhone 12 и iPad Air в 2020 году этот показатель достиг уже 134,09 млн на кв. мм, а каждый такой чип содержал 11,8 млрд транзисторов.
Чип Apple M1, также изготовленный с использованием 5-нм техпроцесса и насчитывающий 16 млрд транзисторов, изначально был разработан для замены процессоров Intel на компьютерах Mac. Он же теперь используется в последни моделях iPad Pro (2021). Стало известно, что TSMC начала производство чипа M2, хотя его спецификации еще не опубликованы. Следующее крупное изменение ожидается с началом массового производства 3-нм чипов во второй половине 2022 года.
Ожидается, что 3-нм техпроцесс N3 позволит чипам быть на 15% быстрее и потреблять на 30% меньше энергии, чем при использовании проектных норм 5 нм (N5). На ежегодной технологической конференции TSMC было объявлено, что компания фактически на четверть опережает график производства своих 4-нм чипов. Они будут иметь такой же дизайн, что и при использовании 5-нм норм, но будут отличаться повышенным быстродействием, потребляемой мощностью и плотностью транзисторов. Запуск производства планируется на третий квартал этого года. Помимо сообщения о начале строительства новой фабрики стоимостью 12 млрд долларов в Аризоне, на симпозиуме TSMC также рассказали о техпроцессе N6RF (нормы 6 нм) для радиочастотных (5G) и WiFi 6/6E компонентов, которые на 16% производительнее своих аналогов предыдущего поколения.
Несмотря на провозглашенные успехи TSMC, из-за нехватки микросхем время между заказом полупроводников и их фактической доставкой в мае достигло 17 недель. Аналитики из Susquehanna Financial говорят, что это переводит компании бытовой электроники и производителей автомобилей в «опасную зону».
