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Una de las cosas buenas que surgieron de la administración Trump fue el enfoque en la fabricación de semiconductores en los Estados Unidos. Esto ha llevado a la fundición líder mundial, TSMC, a abrir una instalación de fabricación de chips en Phoenix, Arizona, que se espera que entre en funcionamiento en 2024 con chips que saldrán de la línea de productos utilizando el nodo de proceso de 5 nm de la fundición.
Apple y TSMC discuten la reubicación de la fabricación de chips de 3nm en los Estados Unidos
En pocas palabras, cuanto más bajo es el nodo del proceso, más pequeños son los transistores empleados en el componente, lo que permite que quepan más dentro del chip. Esto es importante porque, por lo general, cuanto mayor es el número de transistores insertados en un chip, más potente y eficiente energéticamente. Este año, Samsung Foundry enviará chips de 3 nm y el próximo año TSMC entregará el A17 Bionic de 3 nm a Apple para el iPhone 15 Pro y el iPhone 15 Ultra.
Los transistores Gate All Around se utilizarán en la fabricación de 3nm de Samsung y en la fabricación de 2nm de TSMC. Crédito de imagen de CopperPod
Por ejemplo, el A13 Bionic que se encuentra en la serie iPhone 11 de 2019 fue fabricado por TSMC utilizando su nodo de proceso de 7 nm y lleva 8500 millones de transistores. El A16 Bionic que alimenta los modelos iPhone 14 Pro está fabricado por TSMC utilizando su proceso avanzado de 5nm (que se llama 4nm) y cada chip está equipado con casi 16 mil millones de transistores. En mayo de 2021, IBM anunció que había desarrollado un chip de 2 nm que sería capaz de “colocar 50 mil millones de transistores en un espacio del tamaño aproximado de una uña”. A Apple, que representa el 25% de los ingresos anuales de TSMC, le encantaría trasladar la fabricación de chips a un área del mundo que potencialmente no es el foco de atención de China como lo es Taiwán. Con China tratando de volverse autosuficiente en la fabricación de chips, siempre existe el temor de que el país tenga los ojos puestos en Taiwán. A Apple le gustaría trasladar la fabricación de última generación de TSMC fuera de Taiwán a los Estados Unidos. Como dijimos, se espera que la instalación estadounidense de TSMC produzca chips de 5nm. pero segundo TechSpot, tanto Apple como TSMC están discutiendo trasladar la fabricación de 3nm de TSMC a los Estados Unidos. Esto puede requerir que TSMC traiga algunos de los mejores talentos a los Estados Unidos. Apple podría acceder a sus chips más rápido si TSMC pudiera fabricarlos en Arizona y quizás esto podría aliviar a Apple de algunas de las preocupaciones que pueda tener sobre la situación geopolítica.
Por supuesto, eso podría no suceder de inmediato, y dado que no se espera que la fábrica de Arizona abra hasta 2025, cuando el nodo de proceso de 3 nm esté disponible para construirse en los EE. UU., Apple podría considerar usar un chip de 2 nm en la serie iPhone 17 Pro. Pero Si la empresa continúa diferenciando los chips utilizados en los modelos no Pro y Pro, para 2025 el iPhone 17 y el iPhone 17 Plus podrían usar chips fabricados en EE. UU.
Además, una de las fábricas de TSMC ahora está trabajando en una forma de reducir el nodo de proceso a 1 nm. El mes pasado, Samsung Foundry anunció una hoja de ruta para la fabricación de chips que pasará del nodo de proceso de 3nm de este año a 2nm en 2025. En 2027, Samsung Foundry dice que fabricará chips utilizando un nodo de proceso de 1,4 nm. Intel anunció el año pasado que las nuevas tecnologías le permitirán competir por el liderazgo de procesos para 2025 con TSMC y Samsung.
TSMC no cambiará a transistores Gate All Around hasta que comience a enviar chips de 2nm
El problema al que se enfrentan empresas como TSMC, Samsung Foundry e Intel es cómo hacer que los transistores sean más pequeños. Todo el proceso es extremadamente complejo. En los últimos años, TSMC y Samsung Foundry han estado utilizando los llamados transistores FinFET (efecto de campo en forma de aleta). Samsung este año comenzó a usar transistores Gate-All-Around (GAA).
Los transistores GAA pueden hacer que la compuerta entre en contacto con los cuatro lados del canal del transistor para darle más control sobre el flujo de corriente (los transistores FinFET solo cubren tres lados del canal) reemplazando la aleta vertical con pilas horizontales de esto que se llaman nanohojas. El transistor GAA, diseñado por primera vez por Samsung, puede ayudar a reducir el tamaño del transistor (los beneficios que mencionamos anteriormente) y mejorar la densidad del transistor al permitir más transistores dentro de un chip.
Los chips GAA también le permiten ampliar el canal dentro del componente, lo que permitirá que el chip funcione más rápido. También ayudará a impulsar chips más eficientes energéticamente. Tenga en cuenta que TSMC se adhiere a FinFET para su producción de 3 nm y utilizará GAA cuando los chips de 2 nm comiencen a salir de la línea. Samsung ya está usando GAA en sus componentes de 3nm.
