Según se informa, TSMC aumentará el precio de las obleas procesadas con su tecnología de proceso N3 (clase 3nm) de vanguardia en un 25 % en comparación con el nodo de producción N5 (clase 5nm). Esto hará que los procesadores complejos como las GPU y los SoC para teléfonos inteligentes sean inmediatamente más caros, lo que hará que los dispositivos como las tarjetas gráficas y los teléfonos sean más costosos. Mientras tanto, los costos prohibitivamente altos harán que los diseños de chips múltiples sean más atractivos.
Una oblea procesada en la tecnología de fabricación N3 de vanguardia de TSMC costará más de $ 20,000 según DigiTimes (a través de @IngenieroRetirado). Por el contrario, una oblea N5 cuesta alrededor de $ 16,000, dice el informe.
Hay muchas razones por las que la fabricación de chips en los nodos de producción N5 y N3 es costosa. En primer lugar, ambas tecnologías utilizan litografía ultravioleta extrema (EUV) de forma bastante amplia para hasta 14 capas en N5 e incluso más con N3. Cada herramienta EUV cuesta $ 150 millones y se deben instalar múltiples escáneres EUV en una fábrica, lo que significa costos adicionales para TSMC. Además, lleva mucho tiempo producir chips en N5 y N3, lo que nuevamente significa costos más altos para TSMC.
Supuesto precio de obleas de TSMC
TSMC generalmente no revela los precios de sus obleas, excepto a los clientes reales. También es importante tener en cuenta que el precio del contrato, lo que es probable que usen los pedidos más grandes de compañías como Apple, AMD, Nvidia e incluso su rival Intel, puede ser más bajo que los precios base. Aún así, esto es lo que dice el informe sobre los precios actuales.
| Precio por Oblea | $20,000 | $16,000 | $10,000 | $6,000 | $3,000 | $2,600 | $2,000 |
| Nodo | N3 | N5 | N7 | N10 | N28 | 40nm | 90nm |
| Año | 2022 | 2020 | 2018 | 2016 | 2014 | 2008 | 2004 |
Se espera que los desarrolladores de chips que utilizan los servicios de TSMC transfieran los costos de los nuevos chips a los clientes intermedios, lo que encarecerá los teléfonos inteligentes y las tarjetas gráficas. Incluso ahora, el iPhone 14 Pro de Apple comienza en $999, mientras que la GeForce RTX 4090 insignia de Nvidia tiene un precio de $1,599. Una vez que empresas como Apple y Nvidia adopten el nodo N3 de TSMC, podemos esperar que sus productos sean aún más caros.
Por supuesto, el costo real del chip aún puede ser relativamente pequeño en comparación con todas las demás partes que forman parte de un teléfono inteligente o una tarjeta gráfica modernos. Tome el AD102 de Nvidia, que mide 608 mm ^ 2. Las calculadoras de troqueles por oblea estiman que Nvidia puede obtener alrededor de 90 chips de una oblea N5, o un costo base de $ 178 por chip. El empaque, los costos de PCB, los componentes, la refrigeración, etc. contribuyen probablemente al menos al doble, pero el costo real está en los aspectos de I+D del diseño moderno de chips.
| Celda de encabezado – Columna 0 | N3E frente a N5 | N3 frente a N5 |
|---|---|---|
| Mejora de la velocidad a la misma potencia | +18% | +10% ~ 15% |
| Reducción de potencia a la misma velocidad | -34% | -25% ~ -30% |
| Densidad lógica | 1.7x | 1,6x |
| Inicio HVM | T2/T3 2023 | 2S 2022 |
Si bien existen razones racionales por las que los precios de TSMC están aumentando, se debe tener en cuenta que la empresa puede salirse con la suya, ya que actualmente no tiene rivales que puedan producir chips utilizando tecnologías de fabricación de vanguardia con rendimientos decentes y en alta volúmenes Si bien Samsung Foundry está formalmente por delante de TSMC con su tecnología de proceso 3GAE (clase 3nm, puerta alrededor de transistores), se cree que se usa solo para pequeños chips de minería de criptomonedas debido a rendimientos insuficientes. Mientras tanto, la tecnología de proceso de clase 4nm de Samsung Foundry no estuvo a la altura de las expectativas en lo que respecta al rendimiento.
Cuando (y si) Samsung e Intel Foundry Services ofrecen tecnologías de proceso que superan a las de TSMC, la fundición más grande del mundo tendrá que limitar un poco sus precios, aunque no esperamos que los precios de los chips bajen debido a la intensificación de la competencia en el mercado de la fundición como fabs. se están volviendo más caros, los costos de desarrollo de chips están aumentando y las tecnologías de fabricación se están volviendo más complejas.
En general, los costos de fabricar chips en nodos de vanguardia comenzaron a aumentar rápidamente a mediados de la década de 2010 cuando Intel, GlobalFoundries, Samsung, TSMC y UMC adoptaron los transistores FinFET. En ese momento, los costos aumentaron para todos a pesar de la intensa competencia entre los fabricantes de semiconductores por contrato.
Se espera que el primer cliente de TSMC en usar N3 sea Apple, que puede permitirse desarrollar un SoC apropiado, producirlo en gran volumen y aun así ganar dinero con su hardware. Apple no ha indicado qué tipo de procesadores planea fabricar la empresa en el N3, pero parece lógico un seguimiento de los actuales M2 y A16 Bionic. Otros desarrolladores de chips pueden dejar de usar el N3 de TSMC por ahora debido a sus costos prohibitivamente altos y usar diseños basados en chiplets en su lugar debido a los menores costos de desarrollo, menores riesgos y menores costos de producción.
Nuevamente, tenga en cuenta que TSMC no comenta sobre sus cotizaciones y no ha comentado sobre la información de que cobrará ~ $ 20,000 por oblea N3. Esas cifras provienen de expertos de la industria y pueden o no reflejar precios reales de alto volumen.