پیش‌تر در سال 2020 تراشه‌های A14 Bionic اپل و کایرین 9000 هواوی نخستین نیمه‌هادی‌های تولید شده با استفاده از فرآیند 5 نانومتری کمپانی TSMC به‌شمار می‌رفتند. سال گذشته TSMC تنها تراشه 3 نانومتری به‌کارگیری شده در گوشی‌های هوشمند با نام A17 Pro را تولید کرد. این تراشه در گوشی‌های آیفون 15 پرو و آیفون 15 پرو مکس اپل مورد استفاده قرار گرفته است.
کاهش مقیاس گره فرآیند به‌معنای کاهش اندازه ترانزیستورهای به‌کارگیری شده در یک تراشه و افزایش تعداد آنها در نیمه‌هادی خواهد بود. افزایش تعداد ترانزیستورها در یک تراشه به‌معنای بهبود توان پردازشی و ارتقاء بهره‌وری انرژی آن است.
به‌عنوان مثال هنگامی‌که TSMC برای تولید تراشه A17 Pro از فرآیند 5 نانومتری به 3 نانومتری روی آورد؛ این پدیده به‌معنای ارتقاء 10 درصدی سرعت CPU، بهبود 20 درصدی سرعت GPU و افزایش 2 برابری سرعت موتور پردازش عصبی در گوشی‌های آیفون بود.
پردازنده A17 Pro تولید شده توسط TSMC تنها نمونه 3 نانومتری به‌کارگیری شده در گوشی‌های هوشمند محسوب می‌شود. بنابراین در حال حاضر اپل اولین و تنها شرکتی است که برای تامین توان پردازشی گوشی‌های هوشمند خود از تراشه‌های 3 نانومتری استفاده می‌کند.
اکنون وبسایت MacRumors به نقل از پایگاه خبری DigiTimes ادعا کرده که با آغاز تولید تراشه‌های 2 نانومتری توسط کمپانی TSMC در 6 ماهه دوم سال 2025، اپل نخستین شرکتی خواهد بود که این تراشه‌ها را خریداری و مورد استفاده قرار می‌دهد. TSMC برای فرآیند تولید 2 نانومتری خود از ترانزیستورهای Gate-All-Around (GAA) رونمایی خواهد کرد.
این ترانزیستورها از نانو صفحات افقی که به‌صورت عمودی بر روی یکدیگر چیده شده‌اند؛ استفاده خواهند کرد. این موضوع به گیت امکان خواهد داد تا کانال را از هر 4 طرف تحت پوشش قرار دهد. این پدیده موجب کاهش نشتی جریان و افزایش جریان درایو خواهد شد.
در حال حاضر Samsung Foundry برای تولید تراشه‌های 3 نانومتری خود از ترانزیستورهای GAA استفاده می‌کند؛ اما TSMC تا زمان آغاز تولید تراشه‌های 2 نانومتری دست به این‌کار نخواهد زد. TSMC به منظور تطبیق فرآیند خود با گره 2 نانومتری سرگرم ساخت 2 سری از تجهیزات جدید تولید تراشه بوده و در تدارک دریافت مجوز برای سری سوم است.
ساخت تجهیزات مورد نیاز برای تولید تراشه‌های 2 نانومتری، هزینه چند میلیارد دلاری را بر TSMC تحمیل خواهد کرد. اما TSMC پیش از رسیدن به گره 2 نانومتری از نسخه‌های ارتقایافته فرآیند 3 نانومتری استفاده می‌کند. گره فرآیندی 3 نانومتری سال گذشته موسوم به N3B در سال جاری به گره بهبودیافته N3E و در سال بعد به N3P تبدیل خواهد شد. در نتیجه بهره‌برداری از گره فرآیندی 2 نانومتری به نیمه دوم سال 2025 موکول خواهد شد. TSMC در ماه گذشته نمونه اولیه تراشه 2 نانومتری را برای اپل به معرض نمایش گذاشت.
انتظار می‌رود که پس از گره فرآیندی 2 نانومتری، TSMC احتمالا در سال 2027 به سراغ گره 1.4 نانومتری برود. بر اساس اعلام وبسایت MacRumors در حال حاضر اپل به‌دنبال رزرو ظرفیت تولید تراشه‌های 1.4 و 1 نانومتری در نخستین سال تولید آنها است. اپل بزرگ‌ترین مشتری TSMC به‌شمار رفته و احتمالا از تخفیفات ویژه‌ای برای خریداری ویفرها بهره‌مند خواهد شد. بر اساس پیش‌بینی‌ها قیمت ویفرهای سیلیکونی 12 اینچی برای تولید تراشه‌های 2 نانومتری در سال 2025 به 25 هزار دلار افزایش خواهد یافت.
