L’ère des 2nm : Une nouvelle dimension de performance… et de coût

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), le géant taïwanais de la fonderie, se prépare à franchir une nouvelle étape dans la miniaturisation des puces avec ses futurs semi-conducteurs N2 2nm. Cependant, cette avancée technologique s’accompagne d’une augmentation significative des coûts, remettant en question la fameuse loi de Moore.

Selon le Commercial Times, les plaquettes de silicium gravées en 2nm coûteront environ 30 000 dollars l’unité, soit une augmentation d’environ 66% par rapport aux puces 3nm actuelles. Cette flambée des prix, justifiée par les investissements colossaux nécessaires à la construction des usines de fabrication (jusqu’à 725 millions de dollars par usine), pourrait limiter l’accès à cette technologie de pointe aux seuls géants du secteur.

Les géants de la tech prêts à payer le prix fort

Malgré ces coûts élevés, des acteurs majeurs tels qu’Apple, AMD, Qualcomm, Broadcom et Nvidia devraient passer commande avant la fin de l’année, selon United Daily News.Cette forte demande pourrait même saturer la capacité de production de l’usine 2nm de TSMC en Arizona.

Apple devrait être le premier à bénéficier de cette technologie avec le processeur A20 de l’iPhone 18 Pro, attendu l’année prochaine. Intel prévoit également d’utiliser le processus N2 pour ses processeurs Nova Lake, destinés aux ordinateurs de bureau et potentiellement aux ordinateurs portables haut de gamme, avec un lancement également prévu l’année prochaine.

Rendement en hausse et production en marche

Les dernières informations indiquent que les taux de rendement du processus 2nm de TSMC ont atteint 60% l’année dernière et continuent de s’améliorer. Les données suggèrent que les taux de rendement de la SRAM de 256Mb dépassent désormais les 90%. La production d’essai est probablement déjà en cours, avec un lancement de la production de masse prévu plus tard cette année.

TSMC vise à produire des dizaines de milliers de plaquettes d’ici la fin de 2025, signe que les “tape-outs” (finalisation des designs) pour les puces 2nm dépassent ceux des nœuds précédents au même stade de développement.

Au-delà des 2nm : N2P et N2X en perspective

TSMC ne compte pas s’arrêter là. L’entreprise prévoit de lancer les versions N2P et N2X au cours du second semestre de l’année prochaine. Le N2P devrait offrir un gain de performance de 18% par rapport au N3E à puissance égale, une efficacité énergétique supérieure de 36% à vitesse égale, ainsi qu’une densité logique considérablement plus élevée.Le N2X, dont la production de masse est prévue pour 2027, augmentera les fréquences d’horloge maximales de 10%.

GAA : La solution contre les fuites de courant

Alors que les géométries des semi-conducteurs continuent de se réduire, les fuites de courant deviennent une préoccupation majeure. Les nœuds 2nm de TSMC s’attaqueront à ce problème grâce à des architectures de transistors “gate-all-around” (GAA), permettant un contrôle plus précis des courants électriques.

L’ère Angstrom : Vers des performances encore plus poussées

Après les 2nm, TSMC entrera dans l’ère Angstrom, où l’entreprise mettra en œuvre l’alimentation par l’arrière (backside power delivery) pour améliorer encore les performances. Les futurs nœuds de processus tels que A16 (1,6nm) et A14 (1,4nm) pourraient coûter jusqu’à 45 000 dollars par plaquette.

Intel contre-attaque

Pendant ce temps, Intel ambitionne de dépasser la feuille de route de TSMC. L’entreprise a récemment commencé la production à risque de son nœud A18, qui intègre également la technologie “gate-all-around” et l’alimentation par l’arrière. Ces puces devraient faire leurs débuts plus tard cette année dans les prochains processeurs pour ordinateurs portables d’Intel, nom de code Panther Lake.

En résumé :

• TSMC augmente les prix de ses puces 2nm (N2) à 30 000 dollars par plaquette.
• Apple et Intel seront parmi les premiers à adopter cette technologie.
• TSMC travaille sur les versions N2P et N2X pour améliorer encore les performances.
• Les transistors GAA sont utilisés pour réduire les fuites de courant.
• Intel vise à concurrencer TSMC avec son nœud A18.