تراشه‌های قدرتمند Qualcomm Snapdragon 855 ،Apple A13 Bionic و Huawei HiSilicon Kirin 990 همگی یک ویژگی مشترک دارند. درحالی‌که هر سه به ترتیب توسط اپل، کوالکام و هواوی طراحی‌شده‌‌اند، اما همه آن‌ها توسط شرکت تولید نیمه‌هادی‌های تایوان (TSMC)؛ بزرگ‌ترین ریخته‌گر مستقل در جهان، ساخته‌شده‌اند. هر سه این تراشه‌ها با استفاده از فرآیند ۷ نانومتری شرکت TSMC تولید می‌شوند. این عدد نشان می‌دهد که چه تعداد ترانزیستور در یک مدار مجتمع قرار خواهند گرفت. هرچه تعداد پردازش‌ها کم‌تر باشد، تعداد ترانزیستورها در داخل یک تراشه بیشتر خواهند بود. ترانزیستورهای بیشتر درون یک تراشه، به معنی قدرت و کارایی انرژی بیشتری هستند. تعداد ترانزیستورهای موجود در داخل این سخت‌‌افزارها، ذهن شما را تحت‌تأثیر قرار خواهد داد؛ پردازنده Kirin 990 که دارای یک مودم ۵G یکپارچه نیز هست، بیش از ۱۰.۳ میلیارد ترانزیستور دارد.
تعداد پردازش‌ها در طول سالیان متمادی بیشتر شده‌اند. در دهه ۱۹۶۰، گوردون مور (Gordon Moore)؛ یکی از بنیان‌گذاران اینتل، مشاهده کرد که تعداد ترانزیستورهای داخل تراشه‌ها، هرساله دو برابر می‌شوند. در دهه ۱۹۷۰، این قانون که به‌اصطلاح قانون مور نامیده می‌شد، مورد بازبینی قرار گرفت: تعداد ترانزیستورها در داخل این تجهیزات، هر دو سال یکبار، دو برابر خواهند شد. وفاداری به این قانون کار دشواری است، اما TSMC قصد دارد تا در سال بعد، تولید تراشه‌های ۵ نانومتری خود را آغاز نماید. سامسونگ نیز که یک واحد تولید تراشه را در اختیار دارد، سال آینده استفاده از چنین فناوری را آغاز خواهد کرد. اما در آغاز سال آینده، سامسونگ از فرآیند ۷nm EUV خود استفاده خواهد کرد تا Snapdragon 865 Mobile Platform را از خط مونتاژ خود خارج نماید. EUV به لیتوگرافی اشعه فرابنفش اشاره می‌کند؛ یک فناوری که به تولیدکنندگان تراشه اجازه می‌دهد تا به‌طور دقیق‌تر محل قرارگیری تراشه‌ها را مشخص کرده و در نتیجه بتوان ترانزیستورهای بیشتری را در داخل یک پردازنده قرار داد.
پردازنده اسنپدراگون ۸۷۵ سال ۲۰۲۱ که قرار است به وسیله TSMC تولید شود، احتمالاً اولین تراشه ۵ نانومتری خواهد بود که در داخل گوشی‌های اندرویدی یافت می‌شود. در رابطه با پردازنده Apple A14 نیز کاملاً امکان دارد که TSMC برای تولید آن از فرآیند ۵ نانومتری خود استفاده نماید. به یاد داشته باشید که مدل ۲۰۲۰ گوشی‌های آیفون تا اواخر سه‌ماهه سوم سال آینده رونمایی نخواهند شد. زمانی که هر سه مرحله کارخانه TSMC Fab 18 در سال ۲۰۲۱ تکمیل شوند، این مجموعه می‌تواند تا یک‌میلیون تراشه را به‌صورت ماهیانه با استفاده از فناوری ۵ نانومتری تولید نماید.
چه چیزی در پشت پرده فناوری ۵ نانومتری روی می‌دهد؟ ما پیش‌تر شنیده‌ایم که TSMC و سامسونگ طرح‌هایی برای تولید تراشه‌های ۳ نانومتری دارند. قانون مور ظاهراً پابرجا است. ITHome گزارش می‌دهد که ساخت‌وساز تأسیسات TSMC جهت تولید تراشه‌های ۳ نانومتری در سال ۲۰۲۳ شروع شده است. با پوشش دادن بیش از ۷۴ هکتار زمین در پارک علمی و فناوری جنوب تایوان، این مجموعه هزینه‌ای بالغ‌بر ۱۹٫۵ میلیارد دلار برای TSMC خواهند داشت. پیش‌ازاین در سال ۲۰۱۹، مدیرعامل TSMC، سی سی وی (C. C. Wei)، گفت که توسعه فناوری ۳ نانومتری به‌آرامی پیش می‌رود. سامسونگ نیز به نوبه خود در حال برنامه‌ریزی برای تولید تراشه‌های ۳ نانومتری در بازه زمانی سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۲ با استفاده از نسل بعدی معماری GAA (دروازه همه‌جانبه) خود است. با توجه به سخنان وب‌سایت Tom’s Hardware، تراکم تراشه‌های ۳ نانومتری سامسونگ به‌اندازه تولیدات TSMC بالا نیست. این موضوع به این معنی است که سامسونگ به‌اندازه TSMC قادر به جای دادن ترانزیستورهای بیشتر در یک تراشه نخواهد بود. اخیراً، اینتل برنامه‌های خود را برای تصرف مجدد رهبری فرآیندهای تولید در آینده اعلام کرده، حتی باوجوداینکه این شرکت به‌تازگی عرضه تراشه‌های موبایلی ۱۰ نانومتری Ice Lake-U خود را آغاز نموده است. مدیرعامل اینتل، باب سوان (Bob Swan) می‌گوید:
ما سرعت معرفی فرآیندهای خود را تسریع می‌کنیم و قصد بازگشت به سرعت ۲ الی ۲/۵ ساله پیش‌تر را داریم. تیم مهندسی فناوری و طراحی جهت کاهش پیچیدگی طراحی این فرآیند، تعدیل زمان‌بندی، عملکرد، قدرت و هزینه، به‌شدت مشغول فعالیت هستند.
این مهم همزمان با مشکلات رسیدن به فناوری ۱۰ نانومتری، اینتل را مجبور می‌کند که زمان ازدست‌رفته را جبران نماید. این شرکت در حال حاضر حدوداً یک سال عقب‌تر از TSMC و سامسونگ قرار دارد. جهت مقایسه باید بگوییم که تراشه اسنپدراگون ۸۴۵ موبایلی سال ۲۰۱۸ با استفاده از فرآیند ۱۰ نانومتری ساخته شده است.
درحالی‌که قانون مور یکبار در فرآیند ۵ نانومتری، مرده تلقی می شد، بدیهی است که به نظر نمی‌رسد این مورد نیز این‌گونه باشد. TSMC می‌گوید که در حال بررسی قرار دادن ترانزیستورها به‌صورت عمودی است تا بدین شیوه تعداد بیشتری از آن‌ها را در داخل یک تراشه قرار دهد. بر اساس گزارش‌ها، این شرکت در حال بررسی جدول تناوبی برای یافتن مواد موردنیاز، جهت تولید تراشه‌های آینده است.
نظرات