टीएसएमसी ने बुधवार को उत्तरी अमेरिकी प्रौद्योगिकी फोरम में 2029 तक विस्तारित अपने उन्नत प्रक्रिया प्रौद्योगिकी रोडमैप की घोषणा की। इसने 1.2nm और 1.3nm स्तरों पर नई पीढ़ी की प्रक्रियाओं (A12, A13) को व्यवस्थित रूप से क्रमबद्ध किया। इसने अप्रत्याशित रूप से N2 परिवार के नए सदस्य, N2U की घोषणा की, और पुष्टि की कि उच्च संख्यात्मक एपर्चर (हाई-एनए) EUV लिथोग्राफी मशीनें अभी तक 2029 से पहले नोड योजना में पेश नहीं की गई हैं।
विशिष्ट नोड मापदंडों की तुलना में, टीएसएमसी इस बार नोड विकास में अपनी "बहु-पथ" रणनीति पर जोर देती है: सभी अनुप्रयोगों को एक ही सार्वभौमिक नोड के साथ कवर करने के बजाय, विभिन्न अंत बाजारों के लिए विभेदित प्रक्रिया लय को अपनाना।
राजस्व संरचना में बदलावों को देखते हुए, अतीत में टीएसएमसी का मुख्य राजस्व स्मार्टफोन से आता था, लेकिन हाल के वर्षों में कृत्रिम बुद्धिमत्ता और उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग (एचपीसी) व्यवसाय की वृद्धि मोबाइल फोन व्यवसाय से अधिक हो गई है। यह प्रवृत्ति नवीनतम रोड मैप में स्पष्ट रूप से परिलक्षित होती है। कंपनी टर्मिनल आवश्यकताओं के अनुसार अपनी प्रमुख प्रक्रियाओं को अलग करती है: एक मार्ग हर साल क्लाइंट और मोबाइल फोन उत्पादों के लिए प्रक्रियाओं की एक नई पीढ़ी लॉन्च करता है, और दूसरा हर दो साल में एआई और एचपीसी के लिए प्रदर्शन में सुधार पर केंद्रित नोड्स की एक पीढ़ी लॉन्च करता है। मोबाइल फोन और ग्राहक बाजार के लिए, इसमें N2, N2P, N2U, A14 और A13 प्रक्रियाएं शामिल होंगी, जिसमें लागत, ऊर्जा दक्षता, आईपी पुन: उपयोग और डिजाइन अनुकूलता पर जोर दिया जाएगा और "हर साल छोटे कदमों" में वृद्धिशील सुधारों को स्वीकार किया जाएगा। एआई/एचपीसी बाजार को लक्षित करने वालों में ए16 और ए12 शामिल हैं, जिन्हें ग्राहकों को उच्च लागत वाले नए नोड्स की ओर बढ़ने में सहायता करने के लिए प्रदर्शन में महत्वपूर्ण सुधार प्रदान करना होगा। साथ ही, इस बाजार खंड में लागत कारकों की अपेक्षाकृत कम प्राथमिकता है।
क्लाइंट रूट में, TSMC ने पिछले साल A14 प्रक्रिया जारी की, जो दूसरी पीढ़ी के गेट-ऑल-अराउंड (GAA) नैनोशीट ट्रांजिस्टर का उपयोग करेगी और नैनोफ्लेक्स प्रो तकनीक के साथ सहयोग करेगी। इसे 2028 में हाई-एंड स्मार्टफोन और क्लाइंट उत्पादों के लिए प्रमुख नोड बनने की योजना है। इस साल घोषित नया A13 A14 पर आधारित एक ऑप्टिकली सिकुड़ा हुआ संस्करण है। लाइन की चौड़ाई को लगभग 3% कम करके, यह ट्रांजिस्टर घनत्व में लगभग 6% की वृद्धि प्राप्त करता है, जबकि डिज़ाइन नियमों और विद्युत विशेषताओं के मामले में A14 के साथ पूर्ण अनुकूलता बनाए रखता है, जिससे ग्राहकों को न्यूनतम R&D और सत्यापन लागत के साथ अतिरिक्त ऊर्जा दक्षता लाभ मिलता है। यह दृष्टिकोण एन12, एन6, एन4, एन3पी और अन्य नोड्स पर टीएसएमसी की पिछली ऑप्टिकल स्केलिंग परंपरा को जारी रखता है, लेकिन समग्र लाभ व्यापक "संपूर्ण नोड जंप" के बजाय हल्के "माइक्रो अपग्रेड" की ओर अधिक है। इसके विपरीत, बिजली की खपत, प्रदर्शन और घनत्व के मामले में A14 का पूरा लाभ उठाने के लिए, चिप और आईपी डिजाइनरों को एक नई टूल श्रृंखला, आईपी और डिजाइन विधियों को अपनाना होगा; जबकि A13 वृद्धिशील लाभ प्रदान करने के लिए डिज़ाइन-प्रक्रिया सहयोगात्मक अनुकूलन (DTCO) का उपयोग करता है जिसे मौजूदा डिज़ाइन को बदले बिना सीधे प्राप्त किया जा सकता है। TSMC की योजना के अनुसार, A13 के 2029 में बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रवेश करने की उम्मीद है।
A14/A13 रूट के अलावा, TSMC उन ग्राहकों के लिए कम लागत वाला अपग्रेड पथ-N2U प्रदान करने की भी योजना बना रहा है, जिन्होंने N2 प्लेटफ़ॉर्म में निवेश किया है। N2U, N2 प्लेटफ़ॉर्म का तीसरे वर्ष का विस्तारित संस्करण है। यह डीटीसीओ के माध्यम से 3% -4% प्रदर्शन सुधार (समान बिजली खपत के तहत) लाता है, या समान गति बनाए रखते हुए लगभग 8% -10% बिजली खपत में कमी लाता है, और तर्क घनत्व में 2% -3% की वृद्धि भी लाता है। नए नोड एन2पी के आईपी के साथ संगत बने रहेंगे, जिसका अर्थ है कि ग्राहक नई प्रक्रिया में स्थानांतरित किए बिना नए उत्पादों को विकसित करने के लिए मौजूदा आईपी का उपयोग कर सकते हैं। यह उन डिज़ाइन परिदृश्यों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है जो उच्च-स्तरीय प्लेटफ़ॉर्म से मध्य-श्रेणी उत्पाद लाइनों की ओर बढ़ते हैं। टीएसएमसी प्रौद्योगिकी आर एंड डी के कार्यकारी झांग जियाओकियांग ने कहा कि कंपनी नोड पेश होने के बाद बाद के व्युत्पन्न संस्करणों के माध्यम से प्रदर्शन, बिजली की खपत और घनत्व प्रदर्शन को बढ़ाना जारी रखेगी, जिससे ग्राहकों को डिजाइन जीवन चक्र का विस्तार करते हुए प्रगतिशील पीपीए (प्रदर्शन, बिजली की खपत, क्षेत्र) लाभ प्राप्त करने में मदद मिलेगी।
उच्च-प्रदर्शन डेटा केंद्रों और एआई प्रशिक्षण के मार्ग में, एन2 शुरू में ग्राहकों और डेटा केंद्रों दोनों के लिए उन्मुख था, लेकिन टीएसएमसी ने प्रदर्शन क्षमता को और अधिक उजागर करने के लिए बैक-साइड बिजली आपूर्ति वास्तुकला के साथ ए16 की भी योजना बनाई थी। A16 को अनिवार्य रूप से एक ऐसी प्रक्रिया के रूप में माना जा सकता है जो N2P के आधार पर सुपर पावर रेल (SPR) बैक पावर समाधान को सुपरइम्पोज़ करती है। यह पहली पीढ़ी के नैनोशीट GAA ट्रांजिस्टर का उपयोग जारी रखता है और बिजली की खपत, प्रदर्शन और ट्रांजिस्टर घनत्व के मामले में N2 और N2P से काफी बेहतर है, लेकिन लागत भी बढ़ जाती है। यह ध्यान देने योग्य है कि टीएसएमसी अब ए16 को "2027 बड़े पैमाने पर उत्पादन नोड" के रूप में चिह्नित करता है, जो पहले से संप्रेषित समय सारिणी की तुलना में 2026 से 2027 तक फिसलने के बराबर है। कंपनी ने बताया कि A16 नोड 2026 में बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए तैयार हो जाएगा, लेकिन बड़े पैमाने पर उत्पादन की वास्तविक रैंपिंग गति अभी भी ग्राहक परिचय योजनाओं पर निर्भर करती है, इसलिए समग्र समयरेखा 2027 से संरेखित है। A16 के आगमन से पहले, TSMC पूरी तरह से N2X को A16 से प्रतिस्थापित नहीं करेगा - बाद वाला N2P का एक प्रकार है जो प्रदर्शन को बढ़ाता है और पारंपरिक फ्रंट-साइड बिजली आपूर्ति के तहत चरम घड़ियों को आगे बढ़ाता है। इसका लक्ष्य अभी भी उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों पर है जो उच्च आवृत्तियों का अनुसरण करते हैं।
A16 के बाद बैटन A12 को सौंप दिया जाएगा। ए12 से 2029 में डेटा सेंटर-स्तरीय नोड्स में "संपूर्ण नोड-स्तरीय" अपग्रेड लाने की उम्मीद है। इसका विकास तर्क ए14 और एन2 के बीच संबंध के समान है: प्रदर्शन, बिजली की खपत और घनत्व में अधिक व्यापक सुधार प्राप्त करने के लिए दूसरी पीढ़ी के नैनोशीट जीएए और नैनोफ्लेक्स प्रो तकनीक पर निर्भर होना। हालाँकि TSMC ने अभी तक विशिष्ट मात्रात्मक संकेतकों का खुलासा नहीं किया है, तकनीकी ढांचे के नजरिए से, A12 को दूसरी पीढ़ी के GAA और अधिक परिपक्व बैकसाइड बिजली आपूर्ति समाधान से लैस "नया डेटा सेंटर फ्लैगशिप नोड" माना जा सकता है। कंपनी ने इस बात पर भी जोर दिया कि A16 से A12 तक का विकास न केवल ज्यामितीय आकार में कमी है, बल्कि इसमें बैक पावर सप्लाई पथ, पावर अखंडता और समग्र वायरिंग आर्किटेक्चर का व्यवस्थित अनुकूलन भी शामिल है। केवल फ्रंट-एंड (फ्रंट-एंड वायरिंग और सक्रिय क्षेत्र) और बैक-एंड (बैक पावर सप्लाई) आकार को एक साथ संपीड़ित करके ही समग्र घनत्व लाभ प्राप्त किया जा सकता है।
संपूर्ण रोडमैप में एक उल्लेखनीय प्रौद्योगिकी विकल्प यह है कि 2029 तक, टीएसएमसी के नियोजित उन्नत नोड्स जैसे ए13 और ए12 हाई-एनए ईयूवी लिथोग्राफी मशीनों का उपयोग नहीं करेंगे। यह 2027-2028 में शुरू होने वाले 14ए और उसके बाद के नोड्स पर हाई-एनए ईयूवी पेश करने की इंटेल की रणनीति के बिल्कुल विपरीत है। टीएसएमसी के तकनीकी निदेशक झांग जियाओकियांग ने कहा कि कंपनी की आर एंड डी टीम अभी भी मौजूदा ईयूवी प्लेटफॉर्म पर पर्याप्त प्रोसेस स्केलिंग स्पेस खोदने में सक्षम है, और तुरंत अधिक महंगे और जटिल हाई-एनए उपकरण पर स्विच करने की कोई आवश्यकता नहीं है; भविष्य में किसी बिंदु पर, हाई-एनए को अपनाना पड़ सकता है, लेकिन वर्तमान में यह अभी भी मौजूदा ईयूवी प्रणाली के तहत प्रौद्योगिकी विकास को बढ़ावा देना जारी रख सकता है। लागत दबाव और उत्पादन क्षमता की उपलब्धता पर विचार के तहत, हाई-एनए को अपनाने में देरी की इस रणनीति का मतलब है कि टीएसएमसी प्रतिस्पर्धा बनाए रखने और पूंजीगत व्यय को नियंत्रित करने के बीच संतुलन बनाने की उम्मीद करती है, साथ ही डिजाइन और प्रक्रिया सहयोगात्मक अनुकूलन के माध्यम से मौजूदा उपकरणों और प्लेटफार्मों के जीवन चक्र को जितना संभव हो सके बढ़ाती है।