Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
1 апреля 2025 года тайваньский производитель TSMC представил самый передовой в мире микрочип: 2-нанометровый (нанометр — одна миллиардная доля метра; в контексте микрочипов обозначает условный размер технологического процесса, связанный с плотностью размещения транзисторов).
Ожидается, что массовое производство начнётся во второй половине года, и TSMC обещает, это станет значительным шагом вперёд в производительности и энергоэффективности, потенциально меняя технологический ландшафт.
Микрочипы — это основа современных технологий, сегодня они встречаются почти во всех электронных устройствах, от электрических зубных щёток и смартфонов до ноутбуков и бытовой техники.
Они изготавливаются путём нанесения слоёв и травления материалов, как кремний, для создания микроскопических схем, содержащих миллиарды транзисторов (крошечных полупроводниковых элементов, позволяющих выполнять вычисления).
Эти транзисторы, по сути, являются крошечными переключателями, управляющими потоком электричества и обеспечивающими работу техники. В целом, чем больше транзисторов содержит чип, тем быстрее и мощнее он становится.Мощные 2-нанометровые процессоры появятся на рынке в 2026 году
Преимущества 2-нм чипов TSMC
Индустрия микрочипов постоянно стремится разместить больше транзисторов на меньшей площади, что приводит к созданию более быстрых, мощных и энергоэффективных технологических устройств.
По сравнению с предыдущим поколением передовых чипов 3-нм, технология 2-нм от TSMC должна обеспечить заметные преимущества. К ним относятся увеличение скорости вычислений на 10–15% при том же уровне энергопотребления или снижение энергопотребления на 20–30% при той же скорости.
Кроме того, плотность транзисторов в 2-нм чипах увеличена примерно на 15% по сравнению с 3-нм технологией. Это позволит устройствам работать быстрее, потреблять меньше энергии и эффективнее справляться с более сложными задачами.
В 2020 году TSMC запустила процесс миниатюризации микрочипов по технологии 5-нм FinFET (тип 3D-транзистора, где затвор охватывает канал с трёх сторон, напоминая плавник рыбы, что улучшает контроль над током и снижает утечки), который сыграл ключевую роль в развитии смартфонов и высокопроизводительных вычислений.
Два года спустя TSMC запустила 3-нм процесс миниатюризации, основанный на ещё меньших микрочипах. Это повысило производительность и энергоэффективность. Процессоры Apple A-серии, например, основан на этой же технологии.
Смартфоны, ноутбуки и планшеты с 2-нм чипами могут получить выигрыш в производительности и времени автономной работы. Это приведёт к созданию более компактных и лёгких устройств без ущерба для мощности.
Эффективность и скорость 2-нм чипов могут улучшить приложения на основе ИИ, как голосовые помощники, перевод речи в реальном времени и автономные компьютерные системы. Центры обработки данных могут сократить энергопотребление и повысить вычислительные мощности, способствуя достижению целей устойчивого развития.
Сферы, как автономные транспортные средства и робототехника, могут извлечь выгоду из возросшей скорости обработки данных и надёжности новых чипов, делая эти технологии безопаснее и практичнее для широкого внедрения.
Геополитика, вызовы производства и перспективы
Микрочиповая промышленность Тайваня тесно связана с его безопасностью. Иногда её называют «кремниевым щитом» (глобальная экономическая зависимость от передовых тайваньских чипов служит сдерживающим фактором против возможного вторжения Китая, так как это мотивирует США и союзников защищать остров).
Недавно TSMC заключила сделку на 100 млрд долларов США на строительство пяти новых заводов в США. Однако существует неопределённость относительно того, смогут ли 2-нм чипы производится за пределами Тайваня, так как некоторые официальные лица обеспокоены, что это может подорвать безопасность острова.
Основанная в 1987 году, компания TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company — Тайваньская компания по производству полупроводников) производит чипы для других компаний.
На долю Тайваня приходится 60% мирового рынка «фаундри» (foundry — контрактное производство полупроводников, когда одна компания проектирует чипы, а другая, как TSMC, их производит), и подавляющее большинство этого объёма обеспечивает именно TSMC.
Сверхсовременные микрочипы TSMC используются другими компаниями в широком спектре устройств. Она производит процессоры Apple A-серии для iPhone, iPad и Mac, графические процессоры (GPU Graphics Processing Units — специализированные процессоры для обработки графики, но теперь широко используемые для высокопроизводительных вычислений, машинного обучения и ИИ) NVIDIA, для машинного обучения и приложений ИИ.
Она также производит процессоры AMD Ryzen и EPYC, используемые суперкомпьютерами по всему миру, и процессоры Qualcomm Snapdragon, применяемые в телефонах Samsung, Xiaomi, OnePlus и других.
Всё это звучит очень многообещающе, и, хотя 2-нм чипы и представляют собой технологическую веху, они также несут вызовы. Первый из них связан со сложностью производства. Производство 2-нм чипов требует самых передовых технологий, как литография в глубоком ультрафиолете (EUV).
Это технология фотолитографии, использующая свет с чрезвычайно короткой длиной волны для проецирования рисунка схемы на кремниевую пластину, позволяя создавать мельчайшие элементы чипа. Этот сложный и дорогостоящий процесс увеличивает производственные затраты и требует чрезвычайно высокой точности.
Ещё одна серьёзная проблема — тепловыделение. Даже при относительно низком потреблении энергии, по мере уменьшения размеров транзисторов и увеличения их плотности, управление отводом тепла становится критически важной задачей. Перегрев может повлиять на производительность и долговечность чипа.
Кроме того, при таких малых масштабах традиционные материалы, как кремний, могут достичь пределов своих возможностей, что требует исследования альтернативных материалов.
Тем не менее повышенная вычислительная мощность, энергоэффективность и миниатюризация, обеспечиваемые этими чипами, могут открыть путь к новой эре потребительских и промышленных вычислений. А уменьшение размеров чипов может привести к прорывам в технологиях завтрашнего дня, создавая устройства, которые будут не только мощными, но и незаметными.
