TSMC es actualmente el mayor servicio de creación de obleas de chips para terceros, y eso le impone un esfuerzo extra en su proceso de investigación y desarrollo para mantener la ventaja. De momento está teniendo excelentes resultados respecto a generaciones pasadas, tanto en el desarrollo de nuevas litografías como en mejora de los procesos de producción. En el Simpsosio de Tecnología de TSMC que ha celebrado ha dado algunos detalles interesantes de varios de sus procesos en producción.
Por un lado se encuentra el nodo de 6 nm (N6), cuyo volumen de producción está aumentando notablemente este año aunque lleva en producción desde el primer trimestre de 2020. Para el cuarto trimestre esperan que se produzcan prácticamente tantas obleas a 6 nm como a 7 nm, con una rápida implantación del proceso entre sus clientes. Al fin y al cabo se puede migrar fácilmente los diseños del N7 al N6 y se empiezan a acoger masivamente a ello.
Respecto al nodo de 5 nm, la producción actual podría suponer en torno al 20 % del total de producción con la familia de procesos N16, N7 y N5, teniendo en cuenta que con «familia» quiere decir que por ejemplo en el N7 está incluida la producción del N6. Esta rápida expansión hará que en 2023 produzca cuatro veces más que lo que producía en 2020 cuando dio comienzo la producción en masa con este proceso. Además, la compañía comparado la evolución mensual del volumen de producción de los procesos N16, N7 y N5, y por el momento están consiguiendo un ritmo de producción superior y esperan que siga así. Sobre todo se consiguieron grandes avances en los tres primeros meses, lo cual es atípico.
El secreto del éxito reside en las mejoras que está haciendo a los procesos de producción, y por ello pone de manifiesto un dato que es realmente interesante. TSMC contaba a finales de 2020 con la mitad de los escáneres para producir obleas con luz ultravioleta extrema (UVE) pero sin embargo produce el 65 % de las obleas con UVE del mundo. Tiene una ventaja en cantidad de producción pero también en rendimiento de producción gracias al uso de una película desarrollada en casa desde el principio ya que ASML solo ha podido desarrollar una para sus escáneres recientemente.
Esa ventaja en I+D ha sido determinante para que haya podido aumentar el nivel de producción de obleas y para bajar la tasa de defectos por oblea. Sus películas fotolitográficas para UVE van a tener en breve la durabilidad y vida útil de las películas para el proceso tradicional de luz ultravioleta profunda usadas en los procesos no punteros. O sea, la idea es que si la película fotolitográfica se desgasta menos, tienes que perder menos tiempo cambiándola o reparándola, y por tanto la línea de producción está más tiempo produciendo obleas. El mayor volumen de producción no tiene que ver solo con las películas, pero han ayudado mucho en varios frentes.
En cuanto al proceso N4, su desarrollo sigue su curso y estará listo para producción de prueba en el tercer trimestre de este año. Puesto que es una reducción óptica del proceso N5, la migración desde este nodo al nuevo será fácil para los diseñadores de chips de manera análoga a lo que ocurre con el proceso N6 respecto al N7. La mayor ventaja es que asegura que la tasa de defectos de las obleas producidas con el N4 será muy baja desde un primer momento, y mejor que la del N5 comparando mes a a mes desde que se inicie la producción de prueba hasta que se pase a la producción en masa. El proceso N4 es más sencillo gracias a un uso más extenso de capas de UVE, y tendrá una mejora de rendimiento además de más chips producidos por oblea.
Vía: AnandTech.
