تراشه‌های قدرتمندی نظیر اسنپ‌دراگون 855 کوالکام، A13 بایونیک اپل و های‌سیلیکون کایرین 990 هواوی، همگی دارای یک وجه اشتراک هستند. این 3 تراشه به‌ترتیب توسط کمپانی‌های کوالکام، اپل و هواوی طراحی شده‌اند؛ اما در واقع تولید تمامی آن‌ها توسط یک کمپانی تایوانی سازنده نیمه‌هادی با نام TSMC انجام شده است. این کمپانی بزرگ‌ترین تولیدکننده مستقل نیمه‌هادی‌ها در جهان به‌شمار می‌رود. هر 3 تراشه فوق با استفاده از اشکال مختلف فرآیند 7 نانومتری TSMC تولید شده‌اند. این رقم بیانگر تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در مدارات یکپارچه است. کاهش رقم فرآیند به‌معنای افزایش تعداد ترانزیستورهای به‌کارگیری شده در یک تراشه و نهایتا ارتقاء توان پردازشی و بهره‌وری انرژی آن خواهد بود. تعداد ترانزیستورهای موجود در این تراشه‌ها فراتر از حد تصور شما خواهد بود. ورژنی از تراشه کایرین 990 مجهز به مودم 5G یکپارچه دارای بیش از 10.3 میلیارد ترانزیستور است.
اکنون سال‌هاست که شماره فرآیند، سیری نزولی را طی می‌کند. پیش‌تر در دهه 1960، گوردون مور؛ موسس شرکت اینتل متوجه شد که تعداد ترانزیستورهای موجود در تراشه‌ها هر ساله 2 برابر شده است. در دهه 1970 این پدیده تحت‌عنوان قانون مور مورد بازبینی قرار گرفت. تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در تراشه‌های فوق نیز هر ساله 2 برابر می‌شود. تولید چنین تراشه‌هایی بسیار دشوار است؛ اما TSMC قصد دارد که تا سال آینده، فرآیند تولید تراشه‌های 5 نانومتری را آغاز نماید. سامسونگ نیز یک واحد تولیدکننده تراشه را راه‌اندازی نموده و سال آینده فرآیند ساخت تراشه‌های 5 نانومتری را آغاز خواهد کرد. اما در اوایل سال آینده، سامسونگ برای ساخت پلتفرم موبایلی معرفی نشده اسنپ‌دراگون 865 از خطوط تولید با فناوری 7 نانومتری EUV خود بهره خواهد برد. EUV مخفف لیتوگرافی ماوراءبنفش بی‌نهایت است. این فناوری امکان نشانه‌گذاری دقیق‌تر مدار تراشه و استقرار ترانزیستورهای بیش‌تر درون آن را فراهم می‌کند.
در سال 2021، پلتفرم موبایلی اسنپ‌دراگون 875 توسط کمپانی TSMC تولید شده و به احتمال فراوان نخستین تراشه 5 نانومتری به‌کارگیری شده در هندست‌های اندرویدی به‌شمار خواهد رفت. تولید تراشه A14 اپل توسط TSMC و با استفاده از فرآیند 5 نانومتری این شرکت نیز امری کاملا محتمل است. بایستی خاطرنشان کرد که آی‌فون‌های سال 2020 تا اواخر 3 ماهه سوم سال آینده معرفی نخواهند شد. با تکمیل هر 3 فاز خطوط تولید Fab 18 کمپانی TSMC تا سال 2021، هر ماهه 1 میلیون مدار ویفر به تراشه‌های 5 نانومتری تبدیل خواهند شد.
اینتل به‌دنبال پیشتازی مجدد در زمینه جدیدترین فرآیندهای تولیدی است
اما پس از تولید تراشه‌های 5 نانومتری چه اتفاقاتی روی خواهند داد؟ بر اساس شایعات پیشین، TSMC و سامسونگ به‌دنبال تولید تراشه‌های 3 نانومتری هستند. ظاهرا قانون مور هنوز باطل نشده است. وب‌سایت ITHome گزارش می‌دهد که فرآیند ساخت خطوط مونتاژ موردنیاز TSMC برای تولید تراشه‌های 3 نانومتری از هم‌اکنون آغاز شده است. این کمپانی تایوانی، تولید تراشه‌های 3 نانومتری را در سال 2023 شروع خواهد کرد. این مجموعه در فضایی با وسعت بیش از 74 هکتار و در محوطه پارک علم و فناوری تایوان‌جنوبی بنا خواهد شد. بر اساس گزارشات، ساخت خطوط تولید توسط TSMC حدودا 19.5 میلیارد دلار هزینه خواهد داشت. C.C.Wei؛ مدیرعامل TSMC در اوایل سال 2019 اعلام کرد که پروژه توسعه خطوط تولید تراشه‌های 3 نانومتری، بدون مشکل و طبق برنامه به پیش می‌رود. سامسونگ نیز به‌نوبه‌خود قصد دارد که در بازه زمانی سال‌های 2021 تا 2022، تولید تراشه‌های 3 نانومتری با استفاده از معماری نسل آینده GAA (گیت همه‌منظوره) خود را آغاز نماید. بر اساس اظهارات وب‌سایت Tom’s Hardware، چگالی ترانزیستور در تراشه‌های سامسونگ به اندازه تراشه‌های 3 نانومتری تولید شده توسط TSMC بالا نخواهد بود. این پدیده بدان معناست که تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در تراشه‌های سامسونگی در مقایسه با چیپست‌های ساخت TSMC به‌مراتب کم‌تر خواهد بود.
بر اساس گزارشات، TSMC برای پیاده‌سازی خطوط تولید تراشه‌های 3 نانومتری حدودا 19.5 میلیارد دلار هزینه کرده است
اینتل اخیرا از تصمیم خود برای تبدیل شدن به کمپانی پیشتاز در زمینه ارائه فرآیندهای تولید خبر داد. این در حالیست که اینتل اخیرا تولید پردازنده‌های موبایلی 10 نانومتری Ice Lake-U را آغاز نموده است.
Bob Swan؛ مدیرعامل اینتل می‌گوید: “با مراجعه به گذشته و بررسی تحولات 2 تا 2.5 سال اخیر متوجه خواهیم شد که اینتل، روال معرفی فرآیندهای تولیدی جدید را تسریع نموده است. تیم‌های مهندسی طراحی و فناوری فرآیند در اینتل از طریق همکاری نزدیک با یکدیگر تلاش می‌کنند تا پیچیدگی‌های طراحی فرآیند را تسهیل کرده و میان فاکتورهای زمان‌بندی، کارآیی، قدرت و هزینه نوعی توازن را ایجاد نمایند.”
چنین پدیده‌ای حقیقتا مستلزم جبران زمانی است که هنگام مواجهه اینتل با مشکلات فرآیند 10 نانومتری تلف شده بود. در حال حاضر اینتل احتمالا با فاصله زمانی 1 سال یا کمی بیش‌تر در پشت سر کمپانی‌های TSMC و سامسونگ حرکت می‌کند. برای مقایسه جالب است بدانید که پلتفرم موبایلی اسنپ‌دراگون 845 در سال 2018 با استفاده از فرآیند 10 نانومتری تولید شد.
اگرچه در مقطعی از زمان، فرآیند 5 نانومتری به‌عنوان پایان راه قانون مور قلمداد می‌شد؛ اما اکنون به‌نظر می‌رسد که چنین سناریویی تحقق نخواهد یافت. بر اساس برخی گزارشات، TSMC به منظور افزایش تعداد ترانزیستورهای به‌کارگیری شده در تراشه‌ها قصد دارد آن‌ها را درساختاری پشته‌ای و با چیدمان عمودی مورد استفاده قرار دهد. بعلاوه مطالعات دوره‌ای جهت یافتن مواداولیه موردنیاز برای تولید تراشه‌های آینده نیز در دست اقدام هستند.
