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32 milliards de dollars pour la première usine 1 nm de TSMC : la technologie va être hors de prix

Nerces
Spécialiste Hardware et Gaming
25 novembre 2022 à 08h50
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Wafer

De moins en moins d'entreprises sont à même d'investir les colossales sommes nécessaires pour moderniser les structures de production.

Ce n'est un secret pour personne, à mesure que les procédés de gravure se font plus fins, le nombre d'entreprises à même d'en assurer la production ne fait que se réduire.

Trois acteurs seulement sur le 7 nm…

À l'heure actuelle, il est généralement estimé que seules trois entreprises dans le monde ont les reins suffisamment solides pour se lancer dans la production 7 nm : Intel, Samsung et TSMC.

Évolution de l'industrie de la gravure © Yole Développement
© Yole Développement

Comme vous pouvez le voir sur le graphique ci-dessus, le nombre de sociétés capables de suivre cette course effrénée vers une finesse de gravure toujours plus importante n'a fait que se réduire.

En 2002-2003, alors que l'on ne parlait que de 130 nm, elles étaient encore 26 à travers le monde. Dix ans plus tard, sur le 28 nm, elles ne sont plus que 10 et aujourd'hui, nous n'en comptons donc plus que trois pour le 7 nm.

Face aux difficultés rencontrées par les uns et les autres, la question se pose donc aujourd'hui de savoir si ces trois sociétés seront toujours présentes sur les finesses de gravure futures.

… un seul sur le 1 nm ?

Tom's Hardware relaie les propos du vice-premier ministre taïwanais, Shen Jong-Chin, lequel évoque la position de TSMC sur le 1 nm. Pour se préparer à cette étape, la société aurait déjà choisi le site d'une nouvelle usine.

Coût de la gravure © IBS / McKinsey
© IBS / McKinsey

C'est bien sûr à Taïwan, à proximité du Longtan Science Park de Taoyuan, que sera construite la structure. Selon
Shen Jong-Chin, il en coûtera au moins 32 milliards de dollars ce qui représente un surcoût de 12 milliards par rapport aux usines capables d'exploiter le processus N3 de TSMC.

À l'heure actuelle, TSMC n'est évidemment pas prête à produire ses premiers wafers en 1 nm. La société débute tout juste sur le 3 nm et ne devrait pas être en mesure de sortir du 2 nm avant le second semestre 2025. Forcément, le 1 nm arrivera encore bien après cette date, s'il arrive un jour.

Pour atteindre une telle finesse de gravure, TSMC aura besoin des nouveaux outils lithographiques d'ASML, des machines dites « extreme ultraviolet » (EUV), dont le coût sera bien sûr prohibitif. La question du nombre d'acteurs en compétition se posera alors plus que jamais.

Source : Tom's Hardware

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Peggy10Huitres
Ah ouai, AMD y’a un bail qu’ils ont lâché l’affaire …
arthur6703
AMD a séparé ses activités fonderies. C’est GlobalFoundries maintenant (GF sur le tableau)
SlashDot2k19
Ok… et après le 1 nm qu’est-ce qu’on fait ?
Maraut
étant donné que le nanomètre égale 1 000 picomètres, alors disons le 900 pm !
Remoss
C’est très surprenant de voir que TSMC prévoit de construire sa future usine 1nm à Taïwan et pas aux US ou en Europe par exemple. Avoir la seule usine en 1nm au monde sur un territoire (très) revendiqué par la Chine, c’est… « osé » et la promesse belles tensions géopolitiques!
xryl
Depuis le ~30nm, la taille de gravure est simplement marketing. Ils ne sont bien sûr pas capable de graver quoi que ce soit avec seulement 10 atomes pour le 1nm.<br /> C’est pourquoi le 14nm d’Intel est aussi bon voire meilleur que le 7nm de Samsung ou TSMC.<br /> Comparaison Intel 14nm / GF 7nm1360×719 48.9 KB<br /> Donc oui, ils peuvent continuer à diminuer le chiffre parce que c’est mieux, ou simplement, on va entrer dans une phase de consolidation des technologies, c’est à dire que les acteurs du 5/10nm vont commencer à faire baisser leur prix respectivement.<br /> La taille de la puce n’est plus vraiment le problème depuis le 30nm, les puces sont encapsulées dans des boitiers qui sont des ordres de grandeurs plus gros qu’elle de toute façon. L’intérêt de la meilleure finesse de gravure, c’est dans la maîtrise des fuites de courant donc de la consommation, et/ou l’augmentation de la densité de stockage de mémoire. Il y a carrément un intérêt dans le bonding interpuce, qui au final sera moins cher que de passer à une finesse de gravure plus fine.
GRITI
Je me suis fait la même réflexion. J’en viens à me demander s’il n’y a pas une dimension géopolitique délibérée dans cette annonce.(je n’arrive pas à mieux formuler…)
Peggy10Huitres
AMD a séparé ses activités fonderies. C’est GlobalFoundries maintenant (GF sur le tableau)<br /> Ah ok lol, me disais aussi …
ultrabill
Une usine 1nm, c’est une toute petite usine dites donc.
phil995511
Beaucoup de blabla pour pas grand chose de censé, en te lisant on ne peut que se dire que tu n’as pas suffisamment étudié la physique sur les bancs de l’école…
bennukem
C’est plutôt l’inverse d’osé. Tsmc est Taïwanais, et tant qu’ils auront quelques choses à offrir aux USA, ça les protégera
gemini7
1 nm, après ça il y a les nanotubes de carbone, les puces à ADN, mais ça va être dur…<br /> J’ai lu ça quelque part, mais je ne retrouve pas la source, aux connaisseurs de nous le dire, merci.
vVD
A quoi sert toute cette puissance pour être en veille 96% du temps dans une poche ?
vVD
N’oublions pas que le leader dans la recherche en lithographie reste IBM
sylvio50
Ce qu’il dit, c’est que la densité réel ne correspond pas avec les finesses de gravure annoncées depuis le passage au 20 nm (en gros, le 28 nm tient ses promesses, mais pas le 20 nm).<br /> Pour les GPU par exemple, si on extrait une constante, on peut essayer de calculer une finesse de gravure « équivalente » :<br /> Constante = 102,3<br /> Finesse de gravure équivalente = 102,3 / RACINE(Densité)<br /> Densité = Tr. / mm²<br /> Modèle<br /> Fondeur<br /> Finesse annoncé (en nm)<br /> Finesse équivalente (en nm)<br /> Ratio<br /> Transistors (Million)<br /> Surface (mm²)<br /> NVIDIA GeForce4 Ti 4200<br /> 150<br /> 153,59<br /> 1,02<br /> 63<br /> 142<br /> ATI Radeon X1950 XTX<br /> 90<br /> 97,94<br /> 1,09<br /> 384<br /> 352<br /> NVIDIA GeForce 8800 GTX<br /> 90<br /> 86,24<br /> 0,96<br /> 681<br /> 484<br /> ATI Radeon HD 4890<br /> 55<br /> 55,47<br /> 1,01<br /> 959<br /> 282<br /> NVIDIA GeForce GTX 285<br /> 55<br /> 59,27<br /> 1,08<br /> 1400<br /> 470<br /> AMD Radeon HD 7970<br /> 28<br /> 29,23<br /> 1,04<br /> 4313<br /> 352<br /> NVIDIA GeForce GTX 680<br /> 28<br /> 29,48<br /> 1,05<br /> 3540<br /> 294<br /> AMD Radeon RX 580<br /> GF<br /> 14<br /> 20,64<br /> 1,47<br /> 5700<br /> 232<br /> NVIDIA GeForce GTX 1080<br /> Samsung<br /> 16<br /> 21,36<br /> 1,34<br /> 7200<br /> 314<br /> AMD Radeon RX 5700 XT<br /> TSMC<br /> 7<br /> 15,97<br /> 2,28<br /> 10300<br /> 251<br /> NVIDIA GeForce RTX 3080<br /> Samsung<br /> 8<br /> 15,24<br /> 1,90<br /> 28300<br /> 628<br /> AMD Radeon RX 6900 XT<br /> TSMC<br /> 7<br /> 14,25<br /> 2,04<br /> 26800<br /> 520<br /> NVIDIA GeForce RTX 4090<br /> TSMC<br /> 5<br /> 9,13<br /> 1,83<br /> 76300<br /> 608<br /> AMD Radeon RX 7900 XTX<br /> TSMC<br /> 5<br /> 308<br /> AMD Radeon RX 7900 XTX<br /> TSMC<br /> 6<br /> 225<br /> AMD Radeon RX 7900 XTX<br /> TSMC<br /> 5<br /> 9,15<br /> 1,83<br /> 58000<br /> 464,25 equiv.<br /> AMD Radeon RX 7900 XTX<br /> TSMC<br /> 6<br /> 10,98<br /> 1,83<br /> 58000<br /> 668,52 equiv.<br /> La finesse de gravure de la RX 6900 XT (7 nm) est équivalente à du 14 nm.
sylvio50
P.S.: Constante = 100, c’est largement suffisant comme précision.<br /> Nota : Je me sert de ça d’ailleurs pour essayer de prédire les perfs théorique des GPU. Ca marche plutôt pas mal.
Bilbo
Les investissements donnent le vertige, mais c’est le prix à payer pour maintenir une position dominante et stratégique à bien des égards. Faute d’avoir cet outil, voyez ce qu’est obligé de faire la Russie pour équiper son matériel militaire: drones, avions et chars ont tous besoin de composants à haute densité et d’optronique.
Goodbye
Tout le monde aurais apprécié tes arguments et surtout pourquoi tu le dénigre comme ça, j’y connais rien perso et cela m’aurais intéressé, mais je trouve dommage de voir des gens aussi médisant qui n’apporte rien.
thomas_le_coz
« La finesse de gravure de la RX 6900 XT (7 nm) est équivalente à du 14 nm. »<br /> ben non…<br /> D’après ta liste, en 14nm on obtient 5700 millions de transistors réparti sur une surface de 232mm²<br /> En 7nm, on en a 10300 (soit 90% de transistor en plus) réparti sur une surface de 251mm² (soit 8% plus grand)<br /> En résumé, en occupant seulement 8% d’espace supplémentaire on fait loger 90% plus de transistors.<br /> Pas vraiment ce que j’appelle « équivalent »
sylvio50
Je voulais dire 7 nm « finesse équivalente » dans le sens de la colonne du tableau « finesse équivalente ».<br /> Là, tu compare avec un 16 nm « équivalent ». J’ai donné un ratio à 1 dimension pour s’y retrouver. Tu met met le résultat au carré pour 2 dimensions (surface ou transistors).<br /> 14nm réel =&gt; 5700 pour 232/1,47² =&gt; 5700 MTr. pour 107 mm², soit 53 MTr. par mm².<br /> pseudo-7 nm RX 6900 XT =&gt; 26800 / 520 =&gt; 51,5 MTr. par mm².
marchit1
Je ne pense pas qu’il s’agisse encore de transistors mais plutôt de portes Nand
romain280
J’imagine déjà les prix complêtement pétés de la tête qu’ils vont nous sortir…<br /> Dans un contexte où Taiwan est déjà un atout de + en + stratégique pour la Chine sur le plan géo-politique, avec une inflation à 2 chiffres déjà présente aux Etats Unis, en Europe, pour ne citer que ces 2 là.
xryl
Il y a un lien dans mon post qui explique comment ils mesurent et d’où j’ai extrait l’image.<br /> La première arnaque du marketing, c’est de mélanger 2D et 1D dans le calcul, c’est à dire que lorsque tu diminues ta finesse de gravure de 70% (en 1D), tu augmentes la densité de 200% (en 2D). Ils pourraient arnaquer d’autant lorsqu’ils maîtriseront parfaitement la gravure en 3D.<br /> Ainsi, lorsque TSMC annonce le 3nm, c’est simplement qu’ils feront 2x plus dense que le 7nm, pas qu’ils gravent en 3nm (ce qui n’a aucun sens).<br /> Ensuite, la mesure d’une puce même en 7nm (voir la photo et le liens pour les échelles) montre des structures qui sont largement supérieures à 7nm. La plus petite « patte » fait déjà quelques centaines de nm.<br /> Même TSMC reconnaît que cétoubidon.<br /> Actuellement, la plus petite longueur d’onde que l’on peut utiliser pour la lithographie reste de l’UV qui s’arrête à 1nm (en dessous, c’est des rayons X). Donc après, il faut changer complètement de technologie, donc c’est toute l’industrie qu’il faut revoir. Je ne suis même pas sûr qu’il existe des matières qui résistent à la gravure en rayon X. Même avec des milliards d’investissement, TSMC ne fait qu’un seule partie: la production.<br /> Les machines de production sont fabriquées en Europe, je ne crois pas qu’ils soient capables de passer le cap de l’UV.
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