شرکت تایوانی TSMC بدون شک مهم‌ترین شرکت در جهان است، زیرا بقای شرکت‌های مهم دیگر چون اپل، AMD، انویدیا و کوالکام به آن بستگی دارد. این شرکت مدتی پیش تولید تراشه‌های ۳ نانومتری را آغاز کرد. اکنون گویا بازده TSMC در تولید تراشه های ۳ نانومتری طبق گزارشات تا ۸۰ درصد است. با ترنجی همراه باشید.
رقابت TSMC و Samsung Foundry مشهورترین رقابت در جهان نیست. این رقابت مانند دوگانه ای نیست که اغلب به ذهن بسیاری خطور می‌کند (مانند کوکاکولا و پپسی که هردو برندهای شماره یک هستند)، زیرا اکثر مصرف کنندگان اصولا به تراشه‌های داخل دستگاه‌های خود فکر نمی‌کنند. اما بزرگ‌ترین تولید کننده تراشه جهان، TSMC است. اپل مشتری شماره یک این تولید کننده است که یک چهارم درآمد آن را به خود اختصاص داده است. سامسونگ و TSMC زمانی تراشه‌های اسنپدراگون را برای کوالکام تولید کرده‌اند. اسنپدراگون ۸ نسل ۲، چیپست جدید کوالکام، با یک استثنا توسط TSMC تولید می‌شود.
نسخه اورکلاک شده تراشه‌ای که برای استفاده در سری گلکسی S23 سامسونگ استفاده می‌شود، توسط تراشه سازی همین شرکت (سامسونگ) ساخته خواهد شد. تفاوت اصلی این دو نسخه در سرعت کلاک بیشتر هسته قدرتمند پردازنده X-3 است که معادل ۳.۳۲ گیگاهرتز (در مقایسه با سرعت کلاک ۳.۲ گیگاهرتز نسخه TSMC) می‌باشد. گزارش‌ها حاکی از آن است که واحد تراشه سازی سامسونگ، بخشی از تجارت با کوالکام را به دلیل بازدهی پایین از دست داده است.
سامسونگ سال گذشته تراشه اسنپدراگون ۸ نسل ۱ را تولید می‌کرد. اما بازده پایین این شرکت باعث شد که کوالکام برای اسنپدراگون ۸ پلاس نسل ۱ و اسنپدراگون ۸ نسل ۲ به TSMC روی آورد. دلیل آن نیز درصد بازده تراشه‌های تولید شده روی یک ویفر سیلیکونی است که از طریق کنترل کیفیت عبور می کند. Samsung Foundry برای تراشه ۴ نانومتری اسنپدراگون ۸ نسل ۱ تنها ۳۵ درصد بازدهی داشت. در همین حال، بازده TSMC برای تراشه‌های ۴ نانومتری خود دو برابر سامسونگ و معادل ۷۰ درصد بود.
هفته گذشته، TSMC تولید انبوه تراشه‌های ۳ نانومتری خود را با استفاده از فرآیند پردازشی N3 خود، ماه‌ها پس از شروع تولید تراشه‌های سامسونگ با استفاده از فرآیند 3GAE (تراشه ۳ نانومتری با فناوری gate-all-around) آغاز کرد. با کاهش تعداد عدد فرآیند تولید، از آن به عنوان راهی برای نشان دادن آغاز تولید نسل بعدی تراشه‌های پیشرفته استفاده می‌شود. هرچه تعداد عدد فرآیند کمتر باشد، تعداد ترانزیستورهای داخل یک تراشه بیشتر می شود و این اجزا را قدرتمندتر و از نظر مصرف انرژی کارآمدتر می‌کند. به عنوان مثال، سری آیفون ۱۱ سال ۲۰۱۹ دارای تراشه ۷ نانومتری A13 Bionic با ۸.۵ میلیارد ترانزیستور بود.
A16 Bionic امسال که با استفاده از فرآیند تولید ۴ نانومتری TSMC تولید شده است، دارای ۱۶ میلیارد ترانزیستور است. گزارشی توسط Tom’s Hardware و به نقل از تحلیلگرانی که توسط Business Next با آن‌ها تماس گرفته شده است، تخمین زده است که بازده N3 در TSMC می‌تواند در محدوده ۶۰ درصد یا ۷۰ درصد باشد. حتی برخی می‌گویند این آمار بین ۷۵ تا ۸۰ درصد است. نکته مهم ماجرا این است که برای اولین دسته از تراشه‌ها که تولید می‌شوند، هیچ کدام از این آمار بد نیست. یکی از تحلیلگران مشهور این حوزه گفته است که بازده TSMC در تولید اولیه N3 مشابه با بازده اولیه N5 (۵ نانومتر) است و می‌تواند تا ۸۰ درصد باشد.
به گفته PhoneArena، از سوی دیگر، سامسونگ همچنان مشکلاتی با بازده تولیدی خود دارد. منابع صنعتی ادعا می‌کنند که بازدهی اولیه سامسونگ در تولید تراشه‌های 3GAE آن بین ۱۰ تا ۲۰ درصد است. این موضوع بدان معنی است که هزینه سامسونگ بیشتری است و زمان بیشتری نیاز است تا تعداد تراشه‌های مشابه TSMC را تولید کند. البته گویا با گذشت زمان، بازدهی سامسونگ بهبود می‌یابد. فرآیند تولید ۳ نانومتری سامسونگ در بخش‌های بسیار مهمی با فرآیند تولید TSMC تفاوت دارد.
باید اشاره کنیم که از آنجایی که بیشتر تولیدات پیشرفته TSMC برای اپل ایجاد شده است، دستیابی به بازدهی بالاتر از سامسونگ در اوایل دوران تولید تراشه ۳ نانومتری برای این شرکت آسان‌تر خواهد بود. اپل ممکن است تنها مشتری TSMC باشد که تولید تراشه ۳ نانومتری N3 را سفارش می‌دهد، در حالی که سایر مشتریان منتظر نسخه‌های بعدی این تراشه‌ها هستند که N3E خواهد بود. در نتیجه، ممکن است این دیدگاه کاملا منصفانه نباشد که بازدهی بین دو رقیب را مقایسه کنیم، اگرچه به نظر می‌رسد اختلاف زیادی نیز بین آن‌ها وجود دارد.
تراشه‌های ۳ نانومتری سامسونگ تفاوت ساختاری عمده‌ای با TSMC دارند. سامسونگ از ترانزیستورهای gate-all-around یا GAA استفاده می‌کند که امکان کنترل بیشتر بر جریان ترانزیستور را فراهم می‌کند. این موضوع به آن دلیل است که ترانزیستورهای GAA دارای صفحات نانو به صورت عمودی هستند تا هر چهار طرف کانال را برای کنترل بیشتر و نشتی کمتر پوشش دهند. فرآیند تولید ۳ نانومتری TSMC هنوز از ترانزیستورهای FinFET استفاده می‌کند.
این فرآیند پره‌هایی به صورت افقی دارند و تنها سه طرف کانال را پوشش می‌دهند. TSMC برای تولید تراشه‌های ۲ نانومتری خود به GAA روی خواهد آورد. تولید تراشه ۲ نانومتری واقعا موضوعی بحث برانگیز است و هم TSMC و هم سامسونگ به دنبال شروع تولید چنین تراشه‌هایی در سال ۲۰۲۵ هستند. نقشه راه سامسونگ شامل یک فرآیند تولید ۱.۴ نانومتری در سال ۲۰۲۷ می‌شود، در حالی که TSMC به طور مبهم در مورد تولید تراشه‌های ۱ نانومتری صحبت کرده است.
