Η TSMC ανακοινώνει κόμβους πρώιμης πρόσβασης για τσιπ αυτοκινήτων επόμενης γενιάς: N4AE και N3AE

Ως το τελευταίο σετ ανακοινώσεων από το Συμπόσιο Τεχνολογίας της Βόρειας Αμερικής αυτής της εβδομάδας, η TSMC έκλεισε τις ενημερώσεις του χάρτη πορείας των εργοστασίων της με μερικά νέα νέα σχετικά με τις διεργασίες που επικεντρώνονται στην αυτοκινητοβιομηχανία. Για τους πελάτες της στην αυτοκινητοβιομηχανία, η TSMC ετοιμάζεται να παραδώσει ένα ζευγάρι νέων εξειδικευμένων κόμβων διεργασίας για την αγορά, τους N4AE και N3AE, οι οποίοι στοχεύουν στην παροχή πρώιμων εκδόσεων των επερχόμενων κόμβων διεργασίας της TSMC για την αυτοκινητοβιομηχανία για χρήση από πελάτες που πρέπει να ξεκινήσουν νωρίς με το σχεδιασμό ή/και την παραγωγή.

Η αυτοκινητοβιομηχανία είναι διαβόητα συντηρητική όσον αφορά την κατασκευή τσιπ, καθώς τα προϊόντα της αυτοκινητοβιομηχανίας αναμένεται να πληρούν πολύ υψηλότερους όρους όσον αφορά την ασφάλεια και την αξιοπιστία. Για καλό λόγο, η αυτοκινητοβιομηχανία είναι παραδοσιακά μια περίπου γενιά πίσω όσον αφορά τους χρησιμοποιούμενους κόμβους διεργασιών λιθογραφίας πυριτίου, καθώς περιμένει να γίνουν πραγματικά δοκιμασμένες διεργασίες. Με αυτό το δεδομένο, η τάση προς τα οχήματα που καθορίζονται από το λογισμικό οδηγεί σε μια γρήγορη αύξηση της ζήτησης για πιο αποδοτικούς επεξεργαστές - και περισσότερα τσιπ συνολικά - γεγονός που ωθεί τη βιομηχανία να καλύψει λίγο το χάσμα και να μεταβεί σε νεότερους κόμβους νωρίτερα. Προκειμένου να ανταποκριθεί σε αυτή την αναμενόμενη ζήτηση, αυτή την εβδομάδα η TSMC ανακοίνωσε τις διεργασίες κατασκευής Automotive Early (AE), οι οποίες αποσκοπούν στο να βοηθήσουν τις αυτοκινητοβιομηχανίες να ξεκινήσουν νωρίτερα το σχεδιασμό νέων τσιπ για κόμβους αιχμής. Οι τεχνολογίες N3AE (κλάση 3nm) και N4AE (κλάση 4nm) της TSMC, που αποτελούν ουσιαστικά εφαλτήριο στην πορεία προς την ανάπτυξη μιας πλήρους, αυτοκινητοβιομηχανικής ποιότητας διεργασίας N3A, πρόκειται να προσφέρουν αξιοπιστία καταναλωτικής κλάσης και θα συνοδεύονται από ειδικά για την αυτοκινητοβιομηχανία κιτ σχεδιασμού διεργασιών (PDKs) βασισμένα στις τεχνολογίες N3E και N4P αντίστοιχα.

Για τους πελάτες που χρειάζονται ένα παραδοσιακό, υψηλής αξιοπιστίας τσιπ για αυτοκίνητα, η N3AE μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους σχεδιαστές τσιπ αργότερα φέτος για να αρχίσουν να αναπτύσσουν προϊόντα κατηγορίας αυτοκινήτου, τα οποία, με τη σειρά τους, θα κατασκευαστούν στον πλήρως πιστοποιημένο κόμβο παραγωγής N3A για αυτοκίνητα σε δύο χρόνια. Εναλλακτικά, οι πελάτες που επιθυμούν να φέρουν τσιπ στην αγορά νωρίτερα για την οδήγηση λιγότερο κρίσιμων συστημάτων σε ένα αυτοκίνητο - όπως ψηφιακά πιλοτήρια και άλλα μη κρίσιμα συστήματα - μπορούν να προγραμματίσουν να ξεκινήσουν την παραγωγή με τον N4AE. Η παραγωγή σε έναν Automotive Early κόμβο σημαίνει ότι πρέπει να παραιτηθείτε από ορισμένα από τα πλεονεκτήματα ενός πλήρως πιστοποιημένου κόμβου διεργασίας για την αυτοκινητοβιομηχανία - ουσιαστικά κατασκευάζοντας τσιπ που είναι πιο κοντά στην κατηγορία καταναλωτή - αλλά θα επιτρέψει στους σχεδιαστές τσιπ να θέσουν τα τσιπ τους σε παραγωγή σε κόμβους αιχμής έως και ένα χρόνο νωρίτερα.

Παραδοσιακά, οι αυτοκινητοβιομηχανίες και οι προγραμματιστές ηλεκτρονικών ειδών αυτοκινήτων απαιτούσαν τα τσιπ τους να είναι πιστοποιημένα ως προς την ποιότητα και την αξιοπιστία, τόσο όσον αφορά τη λειτουργική ασφάλεια (ταξινομημένη με το σύστημα ASIL) όσο και τη φυσική ανθεκτικότητα (ταξινομημένη με τα πρότυπα AEC-Q100). Η βελτίωση της φυσικής ανθεκτικότητας των τσιπ απαιτεί τεχνολογίες διεργασιών και κανόνες σχεδιασμού που έχουν αναπτυχθεί ειδικά για να ανταποκρίνονται σε αυτές τις υψηλότερες απαιτήσεις, και συνήθως τα χυτήρια και οι συνεργάτες τους στον τομέα των τσιπ για την αυτοκινητοβιομηχανία χρειάζονται δύο ή τρία χρόνια για να αναπτύξουν μια τεχνολογία διεργασιών για την αυτοκινητοβιομηχανία. Για παράδειγμα, η TSMC κατασκευάζει τσιπ για smartphones και υπολογιστές με τη διεργασία κατασκευής N5 (κατηγορία 5nm) από το 2020, αλλά η N5A για την αυτοκινητοβιομηχανία θα είναι τελικά έτοιμη μόνο φέτος.

Ταυτόχρονα, δεν χρειάζεται όλα τα συστήματα στο εσωτερικό ενός οχήματος να συμμορφώνονται με τα πιο αυστηρά πρότυπα ακεραιότητας και αξιοπιστίας. Για παράδειγμα, τα τσιπ που τροφοδοτούν τα συστήματα ενημέρωσης και ψυχαγωγίας, το ψηφιακό πιλοτήριο και τα προηγμένα συστήματα υποβοήθησης οδηγού (ADAS) δεν χρειάζεται να είναι AEC-Q100 Grade 1 (χειρίζονται θερμοκρασίες μεταξύ -40°C και +150°C). Αυτά τα συστήματα τείνουν επίσης να απαιτούν μεγάλη ιπποδύναμη επεξεργασίας, με αποτέλεσμα να επωφελούνται σημαντικά από κόμβους αιχμής.

Η TSMC δήλωσε ότι το N3AE (3nm Auto Early) θα κυκλοφορήσει το 2023 και θα παρέχει κιτ σχεδιασμού διεργασιών (PDKs) για την αυτοκινητοβιομηχανία με βάση το N3E. Θα επιτρέψει στους πελάτες να ξεκινήσουν σχεδιασμούς στον κόμβο 3nm ειδικά για εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία, οδηγώντας τελικά στη διεργασία N3A, η οποία αναμένεται να είναι πλήρως πιστοποιημένη για χρήση στην αυτοκινητοβιομηχανία το 2025.

Εν τω μεταξύ, οι πελάτες που βιάζονται περισσότερο θα έχουν επίσης τη δυνατότητα επιλογής της N4AE. Η N4AE βασίζεται στην υπάρχουσα τεχνολογία διεργασίας N4P της TSMC και οι πελάτες θα μπορούν να ξεκινήσουν την παραγωγή κινδύνου στην N4AE ένα χρόνο νωρίτερα, το 2024. Κατά πάσα πιθανότητα, δεδομένης της κληρονομιάς της από την N4P, η N4AE θα ήταν επίσης ένας καλός υποψήφιος για την ενσωμάτωση IP που έχει ήδη σχεδιαστεί για την N4P (η οποία υπάρχει ήδη σωρηδόν), μειώνοντας περαιτέρω τον χρόνο διάθεσης στην αγορά.

Η TSMC δεν ανέφερε ποιοι από τους πελάτες της ενδιαφέρονται να χρησιμοποιήσουν τις τεχνολογίες διεργασίας N3AE και N4AE για τα αυτοκινητικά SoCs τους, αλλά υπάρχουν αρκετοί συνήθεις ύποπτοι που προσφέρουν εδώ και χρόνια SoCs για αυτοκίνητα υψηλής απόδοσης με πλούσια χαρακτηριστικά.