A TSMC cobrará US$ 20.000 por wafer de 3 nm

GPUs e SoCs ficarão mais caros

A TSMC aumentará o preço dos wafers processados ​​usando sua tecnologia de processo N3 (classe 3nm) de ponta em 25% em comparação com o nó de produção N5 (classe 5nm). Isso tornará imediatamente processadores complexos como GPUs e SoCs de smartphones mais caros, o que tornará dispositivos como placas gráficas e aparelhos mais caros. Enquanto isso, custos proibitivamente altos tornarão os designs de múltiplos chips mais atraentes. Um wafer processado na tecnologia de fabricação N3 de ponta da TSMC custará mais de US$ 20.000, de acordo com DigiTimes (via @RetiredEngineer). Por outro lado, um wafer N5 custa cerca de US$ 16 mil, diz o relatório.

Há muitos motivos pelos quais é caro fabricar chips em nós de produção N5 e N3. Em primeiro lugar, ambas as tecnologias usam extensivamente litografia ultravioleta extrema (EUV) para até 14 camadas em N5 e ainda mais com N3. Cada ferramenta EUV custa US$ 150 milhões e vários scanners EUV precisam ser instalados em uma fábrica, o que significa custos adicionais para a TSMC. Além disso, leva muito tempo para produzir chips em N5 e N3, o que novamente significa custos mais elevados para a TSMC.

A TSMC geralmente não revela os preços de seus wafers, exceto para clientes reais. Também é importante observar que o preço do contrato – que pedidos maiores de empresas como Apple, AMD, Nvidia e até mesmo a rival Intel provavelmente usarão – pode ser inferior aos preços base. Ainda assim, aqui está o que o relatório diz sobre os preços actuais.

Espera-se que os desenvolvedores de chips que usam os serviços da TSMC repassem os custos dos novos chips aos clientes posteriores, o que tornará os smartphones e as placas gráficas mais caros. Mesmo agora, o iPhone 14 Pro da Apple custa a partir de US$ 999, enquanto o carro-chefe da Nvidia, GeForce RTX 4090, custa US$ 1.599. Assim que empresas como Apple e Nvidia adotarem o nó N3 da TSMC, podemos esperar que seus produtos fiquem ainda mais caros. É claro que o custo real do chip ainda pode ser relativamente pequeno em comparação com todas as outras peças que compõem um smartphone ou placa gráfica moderna. Veja o AD102 da Nvidia, que mede 608 mm ^ 2. As calculadoras de matrizes por wafer estimam que a Nvidia pode obter cerca de 90 chips de um wafer N5, ou um custo base de US$ 178 por chip. Embalagem, custos de PCB, componentes, resfriamento, etc., todos contribuem provavelmente com pelo menos o dobro disso, mas o custo real está nos aspectos de P&D do design moderno de chips.

Embora existam razões racionais para os preços da TSMC estarem subindo, deve-se notar que a empresa pode se safar, pois atualmente não tem nenhum rival que possa produzir chips usando tecnologias de fabricação de ponta com rendimentos decentes e em alta volumes. Embora formalmente a Samsung Foundry esteja à frente da TSMC com sua tecnologia de processo 3GAE (transistores de classe 3nm, gate all around), acredita-se que ela seja usada apenas para pequenos chips de mineração de criptomoedas devido a rendimentos insuficientes. Enquanto isso, a tecnologia de processo de classe 4nm da Samsung Foundry não correspondeu às expectativas no que diz respeito ao desempenho.

Quando (e se) a Samsung e a Intel Foundry Services oferecerem tecnologias de processo que superem as da TSMC, a maior fundição do mundo terá que limitar um pouco seus preços, embora não esperemos que os preços dos chips caiam devido à intensificação da concorrência no mercado de fundição como fábricas estão ficando mais caros, os custos de desenvolvimento de chips estão aumentando e as tecnologias de fabricação estão ficando mais complexas.

Em geral, os custos de fabricação de chips em nós de ponta começaram a aumentar rapidamente em meados da década de 2010, quando Intel, GlobalFoundries, Samsung, TSMC e UMC adotaram os transistores FinFET. Na época, os custos aumentaram para todos, apesar da intensa concorrência entre fabricantes contratados de semicondutores.

Espera-se que o primeiro cliente da TSMC a usar o N3 seja a Apple, que pode desenvolver um SoC apropriado, produzi-lo em grande volume e ainda ganhar dinheiro com seu hardware. A Apple não indicou que tipo de processadores a empresa planeja fabricar no N3, mas uma continuação dos atuais M2 e A16 Bionic parece lógica. Outros desenvolvedores de chips podem adiar o uso do N3 da TSMC por enquanto por causa de seus custos proibitivamente altos e usar designs baseados em chips devido a custos de desenvolvimento mais baixos, riscos mais baixos e custos de produção mais baixos.