Новая 2-нм технология TSMC изменит будущее электроники
Тайваньская компания TSMC объявила о запуске производства самых передовых в мире 2-нм чипов. Новые процессоры обещают резкий рост производительности и энергоэффективности, что ускорит развитие ИИ, гаджетов и автономных систем. Однако за прорывом стоят сложности и риски.
Микрочипы являются основой современных технологий и встречаются практически во всех электронных устройствах, начиная от электрических зубных щеток и смартфонов и заканчивая ноутбуками и бытовой техникой. Они создаются путем нанесения и травления материалов, таких как кремний, для формирования микроскопических схем, содержащих миллиарды транзисторов.
Транзисторы — это, по сути, крошечные переключатели, управляющие потоком электричества и позволяющие компьютерам работать. Как правило, чем больше транзисторов содержит чип, тем он быстрее и мощнее.
По сравнению с предыдущим поколением микрочипов (3 нм), новая разработка TSMC обещает значительные преимущества. «Наша технология 2 нм обеспечит увеличение скорости вычислений на 10–15% при том же уровне энергопотребления или снижение потребления энергии на 20–30% при той же скорости», — заявляют в компании. Плотность транзисторов в новых чипах увеличится примерно на 15%, что сделает устройства быстрее, экономичнее и способными справляться с более сложными задачами.
Кремниевый щит Тайваня: как микрочипы влияют на глобальную безопасность
Микрочиповая индустрия Тайваня тесно связана с безопасностью острова. Ее часто называют «кремниевым щитом», так как ее глобальная экономическая значимость побуждает США и их союзников защищать Тайвань от возможного вторжения Китая. TSMC недавно заключила сделку на $100 млрд для строительства пяти новых заводов в США. Однако остаются сомнения относительно того, можно ли производить 2-нанометровые чипы за пределами Тайваня, поскольку некоторые официальные лица опасаются, что это может подорвать безопасность острова.
Компания TSMC, основанная в 1987 году, производит чипы для других компаний. Так, на долю Тайваня приходится 60% мирового рынка аутсорсинга производства полупроводников, и большая часть этого объёма приходится именно на TSMC. Сверхсовременные микрочипы TSMC используются в широком спектре устройств, например, компания производит процессоры Apple A-серии, применяемые в iPhone, iPad и Mac, графические процессоры NVidia, которые используются в машинном обучении и приложениях ИИ, процессоры AMD Ryzen и EPYC, применяемые в суперкомпьютерах по всему миру, а также процессоры Qualcomm Snapdragon, используемые в телефонах Samsung, Xiaomi, OnePlus и Google.
В 2020 году TSMC запустила специальный процесс миниатюризации микрочипов, известный как 5-нм технология FinFET, который сыграл ключевую роль в развитии смартфонов и высокопроизводительных вычислений (HPC). HPC — это практика одновременной работы нескольких процессоров над сложными вычислительными задачами.
Два года спустя TSMC представила 3-нм процесс миниатюризации, основанный на ещё более маленьких микрочипах. Это дальнейшее улучшило производительность и энергоэффективность. Например, процессоры Apple A-серии основаны на этой технологии.
2-нм чипы как новые горизонты технологий и вызовы будущего
Смартфоны, ноутбуки и планшеты с 2-нм чипами могут получить лучшую производительность и более длительное время автономной работы, что приведет к созданию меньших и легких устройств без потери мощности. Эффективность и скорость новых чипов имеют потенциал улучшить ИИ-приложения, такие как голосовые помощники, мгновенный перевод и автономные компьютерные системы (те, что работают с минимальным или нулевым участием человека).
Центры обработки данных смогут снизить энергопотребление и улучшить вычислительные возможности, что будет способствовать достижению экологических целей. Секторы, такие как автономные автомобили и робототехника, получат выгоду от увеличения скорости обработки и надежности новых чипов, делая эти технологии безопаснее и практичнее для массового внедрения.
Однако, несмотря на все многообещающие перспективы, 2-нм чипы также представляют собой вызовы. Первый из них связан со сложностью производства, при котором требуется использование передовых методов, таких как литография с использованием экстремального ультрафиолета (EUV), что является сложным и дорогим процессом, требующим исключительной точности.
Ещё одна серьёзная проблема — это перегрев. Даже при относительно низком энергопотреблении, по мере уменьшения транзисторов и увеличения их плотности, управление рассеиванием тепла становится критически важной задачей. Перегрев может повлиять на производительность и долговечность чипа. Кроме того, на таком малом масштабе традиционные материалы, такие как кремний, могут достигнуть своих пределов производительности, что потребует исследования новых материалов.
Тем не менее, повышенная вычислительная мощность, энергоэффективность и миниатюризация, обеспечиваемые этими чипами, могут стать воротами в новую эру потребительских и промышленных вычислений. Меньшие чипы могут привести к прорывам в технологиях будущего, создавая устройства, которые будут не только мощными, но и более экологичными и минимального размера.
Источник: hdhai.com
