Aunque la familia de procesos de fabricación N3 (clase 3nm) de TSMC brinda una serie de beneficios en términos de rendimiento y potencia, los costos muy altos del nodo N3 inicial de la fundición dificultan la adopción generalizada. Como era de esperar, se rumorea que la compañía se está preparando para reducir sus cotizaciones para la producción de 3nm para estimular el interés de los diseñadores de chips, según un informe de MyDrivers.
Si bien en este punto cualquier cotización y precio publicados de TSMC en N3 deben considerarse rumores, es probable que los costos de producción de TSMC en su proceso N3E sean más bajos que los de su N3 inicial. Queda por ver cuánto cobrará la compañía por la producción en otros nodos de clase N3, como N3P, N3S y N3X. La reducción de los precios de la producción de 3nm atraerá a más clientes a estos nodos, pero esto no es algo que sucederá de la noche a la mañana.
Se rumorea que la tecnología de fabricación N3 inicial de TSMC (también conocida como N3B) solo la utilizará Apple porque la compañía es el cliente más grande de la fundición dispuesto a adoptar nodos de vanguardia antes que otros. Pero N3 es una tecnología costosa de usar. N3 utiliza ampliamente la litografía ultravioleta extrema (EUV) para hasta 25 capas, según China Renaissance, y cada escáner EUV ahora cuesta $ 150 millones – $ 200 millones, según la configuración. Para depreciar las fábricas equipadas con tales herramientas de producción, TSMC tiene que cobrar más por la producción en su proceso N3 y sus sucesores.
Algunos dicen que TSMC podría estar cobrando hasta $ 20,000 por oblea N3, en lugar de $ 16,000 por oblea N5, y aunque tales cotizaciones dependen de numerosos factores, la conclusión clave es que la producción de chips sigue siendo más costosa. Los mayores costos significan menores ganancias para empresas como AMD, Broadcom, MediaTek, Nvidia y Qualcomm, razón por la cual los desarrolladores de chips están reconsiderando cómo crean diseños avanzados y usan nodos de vanguardia.
«Creemos que el significativo [N3] el aumento será en la segunda mitad de 2023 cuando la versión optimizada, N3E, esté lista», escribió Szeho Ng, analista de China Renaissance. «Sus principales clientes en HPC (es decir, AMD, Intel), teléfonos inteligentes (es decir, QCOM, MTK) y ASIC (es decir, MRVL, AVGO, GUC) probablemente permanecerán en N4/5 y elegirán N3E como su primera incursión en la clase N3, desde nuestro punto de vista. Mientras tanto, creemos que la adopción básica de N3 (también conocido como N3B) se limitará en gran medida a los productos de Apple».
Para estimular a sus socios a usar sus tecnologías de proceso de clase N3, TSMC está considerando reducir sus cotizaciones para estos nodos. En particular, el proceso N3E de TSMC usa EUV solo para hasta 19 capas y presenta una complejidad algo menor en términos de fabricación y, por lo tanto, es más económico de usar. TSMC podría reducir las cotizaciones de producción de N3E sin dañar la rentabilidad. N3E ofrece cero ventajas sobre N5 cuando se trata de escalado de celdas SRAM, lo que significa tamaños de matriz más grandes en comparación con los fabricados en N3/N3B.
AMD anunció públicamente que planeaba usar un nodo N3 para algunos de sus diseños basados en Zen 5 que vencen en 2024, y se espera que Nvidia adopte N3 para sus GPU basadas en la arquitectura Blackwell de próxima generación que llegarán aproximadamente en el mismo período de tiempo. Debido a los altos costos, se espera que la adopción de nodos de clase N3 se limite a ciertos productos, por lo que la reducción de las cotizaciones probablemente hará que los diseñadores de chips reconsideren su estrategia de adopción.
También hay otro problema con el N3 de TSMC: bajos rendimientos. Algunos rendimientos estimados oscilan entre el 60 % y el 80 %, y las fuentes de DigiTimes (a través de Dan Nystedt) indican que están por debajo del 50%. Dicho esto, dado que, según los informes, solo Apple usa esta tecnología de fabricación y la compañía es conocida por ser muy reservada, cualquier detalle sobre los rendimientos de los chips N3 iniciales debe tomarse con cautela.