L’une des bonnes choses qui est ressortie de l’administration Trump a été l’accent mis sur la production de semi-conducteurs aux États-Unis. Cela a conduit la plus grande fonderie au monde, TSMC, à ouvrir une usine de fabrication de puces à Phoenix, en Arizona, qui devrait être mise en ligne en 2024 avec des puces sortant de la ligne fabriquées à l’aide du nœud de processus 5 nm de la fonderie.
Apple et TSMC discutent du transfert de la production de puces 3 nm aux États-Unis
En termes simples, plus le nœud de processus est bas, plus les transistors utilisés dans le composant sont petits, ce qui permet à un plus grand nombre d’entre eux de s’adapter à l’intérieur de la puce. Ceci est important car généralement, plus le nombre de transistors intégrés à une puce est élevé, plus elle est puissante et économe en énergie. Cette année, Samsung Foundry expédiera des puces 3 nm et l’année prochaine, TSMC livrera l’A17 Bionic 3 nm à Apple pour le iPhone 15 Pro et iPhone 15 Ultra.
Les transistors Gate All Around seront utilisés sur la production 3 nm de Samsung et la production 2 nm de TSMC. Crédit d’image CopperPod
À titre d’exemple, l’A13 Bionic trouvé dans la série iPhone 11 à partir de 2019 a été fabriqué par TSMC en utilisant son nœud de processus de 7 nm et transporte 8,5 milliards de transistors. L’A16 Bionic utilisé pour alimenter les modèles d’iPhone 14 Pro est fabriqué par TSMC en utilisant son processus amélioré de 5 nm (appelé 4 nm) et chaque puce est équipée de près de 16 milliards de transistors. De retour en mai 2021, IBM a annoncé qu’il avait développé une puce de 2 nm qui serait capable « d’installer 50 milliards de transistors dans un espace à peu près de la taille d’un ongle ».
Apple, qui représente 25 % des revenus annuels de TSMC, aimerait déplacer la production de puces vers une région du monde qui n’est pas aussi potentiellement au centre de l’attention de la Chine que Taïwan. Alors que la Chine cherche à devenir autosuffisante dans la production de puces, il y a toujours la crainte que le pays ne vise Taïwan. Apple aimerait déplacer la production de pointe de TSMC hors de Taiwan vers les États-Unis.
Comme nous l’avons dit, l’installation américaine de TSMC devrait produire des puces de 5 nm. Mais selon TechSpot, les deux Apple et TSMC discutent du transfert de la production 3 nm de TSMC aux États-Unis. Cela pourrait obliger TSMC à faire venir plus de talents de haut niveau aux États-Unis. Apple pourrait accéder plus rapidement à ses puces si TSMC pouvait les fabriquer en Arizona, ce qui pourrait peut-être soulager Apple de certaines des inquiétudes qu’elle pourrait avoir concernant la situation géopolitique.
Évidemment, cela ne pouvait pas se produire tout de suite, et avec l’usine en Arizona qui ne devrait pas ouvrir ses portes avant 2025, au moment où le nœud de processus 3 nm sera disponible pour être fabriqué aux États-Unis, Apple pourrait envisager d’utiliser une puce 2 nm dans la série iPhone 17 Pro. Mais si la société continue de différencier les puces utilisées dans les modèles non Pro et Pro, d’ici 2025, l’iPhone 17 et l’iPhone 17 Plus pourraient utiliser des puces fabriquées aux États-Unis.
De plus, l’une des usines de TSMC travaille actuellement sur un moyen de réduire le nœud de processus à 1 nm. Le mois dernier, Samsung Foundry a annoncé une feuille de route pour sa production de puces qui passera du nœud de processus de 3 nm de cette année à 2 nm en 2025. En 2027, Samsung Foundry annonce qu’elle produira des puces à l’aide d’un nœud de processus de 1,4 nm. Intel a annoncé l’année dernière que les nouvelles technologies lui permettront de concourir pour le leadership des processus d’ici 2025 avec TSMC et Samsung.
TSMC ne passera pas aux transistors Gate All Around tant qu’il ne commencera pas à expédier des puces de 2 nm
Le problème auquel sont confrontées des entreprises comme TSMC, Samsung Foundry et Intel est de savoir comment rendre les transistors plus petits. L’ensemble du processus est extrêmement complexe. Depuis quelques années, TSMC et Samsung Foundry utilisent ce que l’on appelle des transistors FinFET (effet de champ en forme d’aileron). Samsung a commencé cette année à utiliser des transistors Gate-All-Around (GAA).
Les transistors GAA peuvent faire entrer la grille en contact avec les quatre côtés du canal du transistor pour lui donner plus de contrôle sur le flux de courant (les transistors FinFET ne couvrent que trois côtés du canal) en remplaçant l’ailette verticale par des piles horizontales de ce qui est appelées nanofeuilles. Le transistor GAA, conçu d’abord par Samsung, peut aider à réduire la taille des transistors (dont nous avons déjà mentionné les avantages) et à améliorer la densité des transistors en permettant plus de transistors à l’intérieur d’une puce.
Les puces GAA permettent également d’élargir le canal à l’intérieur du composant ce qui permettra à la puce d’être plus rapide. Cela aidera également à piloter des puces plus économes en énergie. Gardez à l’esprit que TSMC s’en tient à FinFET pour sa production de 3 nm et utilisera GAA lorsque les puces de 2 nm commenceront à sortir de la ligne. Samsung utilise déjà GAA sur ses composants 3 nm.
