TSMC توليد تراشه پنج نانومتري را در سال‌هاي ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲، دو و سه برابر مي‌كند
يكي از معيارها براي اينكه بفهميم هر نود پردازشي (ليتوگرافي) جديد با چه سرعتي در صنعت گسترش پيدا مي‌كند، مقايسه‌ي شمار ويفرهايي است كه در حال توليد هستند؛ به‌ويژه با درانديشه متخصصينگرفتن اين حقيقت كه ليتوگرافي‌هاي جديد ابتدا وارد توليد محدود مي‌شوند و پس از اطمينان شركت‌ها از نبود اشكال، فرايند توليد انبوه محصولات مبتني‌بر آن ليتوگرافي آغاز مي‌شود. با نگاهي به شمار ويفرهايي كه هر شركت در حال توليد آن‌ها است، مي‌توانيد بفهميد كه آن شركت‌ها چقدر به ليتوگرافي جديدشان اعتماد دارد و روي آن سرمايه‌گذاري كرده است.
شركت صنايع نيمه‌هادي تايوان (TSMC) يكي از شركت‌هاي شناخته‌شده‌‌ي حوزه‌ي تجهيزات نيمه‌هادي است كه توانسته به جديدترين ليتوگرافي‌ها دست پيدا كند. اين شركت چند روز پيش مراسمي با عنوان Technology Symposium 2020 برگزار كرد تا برنامه‌هاي خود براي آينده‌ي تراشه‌ها را تا حدي تشريح كند. به‌لطف اين مراسم، اكنون جزئيات بيشتري درباره‌ي رشد ليتوگرافي جديد پنج‌نانومتري TSMC مي‌دانيم.
ليتوگرافي پنج‌نانومتري TSMC يا به‌بيان بهتر، نخستين نسخه‌ي توليدي TSMC از ليتوگرافي پنج‌نانومتري كه با نام N5 شناخته مي‌شود، اكنون در حال گذراندن مراحل توليد انبوه است. انتظار داريم نخستين محصولات مجهز به ليتوگرافي N5 شركت TSMC تا پيش از پايان سال جاري ميلادي به بازار عرضه شوند. اين محصولات در دسته‌ي موبايل‌هاي هوشمند جاي مي‌گيرند و يكي از آن‌ها قرار است خانواده‌ي آيفون ۱۲ اپل باشد. شركت‌هايي مثل اپل كه در پي عرضه‌ي محصول با تراشه‌ي پنج‌نانومتري هستند، پيش‌تر فرصت كار با نمونه‌ي پيش‌توليد تراشه‌ي پنج‌نانومتري TSMC را پيدا كرده‌اند تا از قدرتمند و بهينه بودن آن مطمئن شوند و سپس سفارش توليد تراشه با ليتوگرافي N5 را به TSMC بدهند. همچنين، گفته مي‌شود TSMC تحويل شماري از تراشه‌هاي پنج‌نانومتري را به مشتريان آغاز كرده است.
معمولا هنگام روي‌كار‌آمدن ليتوگرافي‌هاي جديد، فرايند توليد اوليه‌ي تراشه‌هاي مبتني‌بر آن‌ها با سرعت زيادي پيش نمي‌رود؛ حتي اگر فرايند توليد در مرحله‌ي انبوه قرار داشته باشد. دليل اصلي اين موضوع به مقوله‌اي به‌نام توسعه‌ي محصول برمي‌گردد؛ بااين‌حال در همين دوران، TSMC به‌شدت در تلاش است تا بتواند انديشه متخصصين شركت‌هاي مختلف را جلب كند و تراشه‌هايش از آزمايش‌هاي اعتبارسنجي اين شركت‌ها سربلند بيرون بيايند. TSMC با اين روش مطمئن مي‌شود كه تراشه‌ها فروخته مي‌شوند و به سرنوشت تراشه‌هاي ۲۰ نانومتري‌اش دچار نمي‌شوند.
با قضاوت از روي اسلايدهاي منتشرشده‌ي TSMC در كنفرانس Technology Symposium 2020، به‌انديشه متخصصين مي‌رسد قرار است در سال جاري ميلادي ۱۱ درصد از كل توليدات ويفرهاي مبتني‌بر ليتوگرافي ۱۶ نانومتري و جديدتر، متعلق‌به ليتوگرافي پنج‌نانومتري باشد.
توجه كنيد كه محور Y در نمودار بالا معادل ويفرهاي ۱۲ اينچ است. اين يعني هر ليتوگرافي‌اي كه از ويفر هشت اينچ استفاده كند، مقياس نمودار بالا نيز مطابق همان ويفر تغيير مي‌كند. بااين‌حال، به‌انديشه متخصصين مي‌رسد كه تمامي اين ليتوگرافي‌هاي مدرن قرار است متكي‌بر ويفرهاي ۱۲ اينچ باشند. متأسفانه دقيقا نمي‌توانيم شمار ويفرها را مشخص كنيم. TSMC در اسلايدي ديگر گفته است توانسته در سال ۲۰۱۹ بيش از ۱۲ ميليون ويفر ۱۲ اينچي توليد كند، باوجوداين، عدد يادشده تمامي تراشه‌ها را شامل مي‌شود. TSMC در گزارش‌هاي مالي خود دقيق‌‌تر به هريك از ليتوگرافي‌ها اشاره مي‌كند؛ اما صرفا درآمد آن‌ها.
مقايسه‌ي توانايي‌هاي TSMC براي توليد ليتوگرافي پنج‌نانومتري و هفت‌نانومتري به ما نشان مي‌دهد از سال ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۰، ميزان توليد ليتوگرافي هفت‌نانومتري رشدي ۲۲٫۷ درصدي تجربه كرده است. به‌علاوه در ماه‌هاي باقي‌مانده از سال جاري ميلادي، ليتوگرافي پنج‌نانومتري حدودا ۲۴ درصد توليدات ليتوگرافي هفت‌نانومتري خواهد بود. TSMC گفته انتظار دارد بتواند در سال آينده‌ي ميلادي ميزان توليدات ليتوگرافي پنج‌نانومتري را دوبرابر كند. همچنين طبق ادعاي TSMC، توليد اين ليتوگرافي در سال ۲۰۲۰ سه‌برابر مي‌شود. تمامي اين اعداد، درمقايسه‌با توليدات ليتوگرافي پنج‌نانومتري در سال ۲۰۲۰ به‌دست آمده‌اند.
TSMC جزئيات جديدي از خطوط توليد ليتوگرافي پنج‌نانومتري خود هم ارائه داده است. تمامي تراشه‌هاي پنج‌نانومتري در واحد Fab 18 شركت در حال ساخت هستند كه جديدترين كارخانه‌ي توليدي TSMC به‌حساب مي‌آيد و بيش از ۶ ساختمان را شامل مي‌شود. TSMC اين مجموعه‌ساختمان‌ها را چهارمين ابركارخانه‌ي خود خطاب مي‌كند.
كارخانه‌ي Fab 18 در ۲۶ ژانويه‌ي ۲۰۱۸ (۶ بهمن ۱۳۹۶) احداث شد و يك سال پس‌از‌آن، TSMC فرايند نصب بيش از ۱،۳۰۰ ابزار توليدي شامل دستگاه‌هاي EUV را آغاز كرد. كل فرايند نصب ابزارها صرفا هشت ماه طول كشيد و از آن زمان به‌بعد، TSMC فرايند توليد اوليه‌ي ليتوگرافي پنج‌نانومتري را به‌شكل محدود آغاز كرد.
TSMC ادعا مي‌كند كارخانه‌ي Fab 18 مي‌تواند سالانه بيش از يك‌ميليون ويفر ۱۲ اينچ توليد كند و اين شركت در بين تمامي كارخانه‌هايي كه چنين ابعاد بزرگي دارند، بيشترين بهره‌وري را دارد.
هم انديشي ها