בשנה שעברה ראינו את השימוש המסחרי הראשון בערכות שבבים המיוצרות בתהליך 5nm. לדוגמה, TSMC ייצרה את השבב הראשון שכזה שנמצא בסמארטפון, התַפּוּחַA14 Bionic. האחרון החליף את ערכת השבבים 7nm A13 Bionic. צומת התהליך מבוסס על צפיפות הטרנזיסטור של שבב, שהוא מספר הטרנזיסטורים המתאימים בתוך מ"מ מרובע. המספר הזה אמור להכפיל את עצמו כל שנה בתיאוריה, תצפית בשם חוק מור שנעשתה לראשונה על ידי מייסד שותף לשעבר של אינטל, גורדון מור, באמצע שנות ה-60 ושונתה בשנות ה-70.
אפל עשויה להשיג גישה לשבבי 3nm הרבה לפני חברות אחרות
לדוגמה, ל-A14 Bionic צפיפות טרנזיסטורים של 134 מיליון טרנזיסטורים למ"מ רבוע. זה גבוה ב-49% מ-89.97 מיליון טרנזיסטורים למ"מ רבוע בשימוש ב-A13 Bionic. העלייה של 49% בצפיפות הטרנזיסטורים הביאה לספירת טרנזיסטורים של 11.8 מיליארד עבור השבב החדש יותר, לעומת 8.5 מיליארד טרנזיסטורים ממולאים בתוך ערכת השבבים A13 Bionic. הסיבה לכך שזה כל כך חשוב היא שככל שצפיפות הטרנזיסטור בשבב גבוהה יותר, כך השבב הזה חזק וחסכוני יותר באנרגיה. גם מכשירי iOS וגם אנדרואיד נהנים השנה משימוש בערכות שבבים 5nm. מלבד ה-A14 Bionic, ה-Qualcomm Snapdragon 888 הוא שבב של 5 ננומטר שמתגלגל מפס הייצור ב-Samsung Foundry. ו-TSMC ייצרה את 5nm Kirin 9000 עבור יחידת HiSilicon של Huawei לפני שארה"ב חסמה את Huawei מלקבל משלוחים של השבב שלה.
ה-A14 Bionic הפך לשבב ה-5 ננומטר הראשון שאי פעם נעשה בו שימוש בסמארטפון בשנה שעברה
מכיוון שחוק מור עדיין לא בוטל, גם ל-TSMC וגם ל-Samsung Foundry יש תוכניות שיורידו את הייצור ל-2nm כאשר 3nm התחנה הבאה מתחילה בהמשך השנה.לפי Sweclockers, TSMC עשויה להתחיל בייצור סיכונים של שבבי ה-3nm שלה במהלך המחצית השנייה של השנה. זה יציב את TSMC שנה שלמה לפני המועד בזמן שהיא נאבקת עם סמסונג כדי להישאר מפעל היציקה המוביל בעולם. בעוד שסמסונג זכתה בחזרה בעסקיה של קוואלקום עבור ה-7nm Snapdragon 865 ו-5nm Snapdragon 888, דיווח אחרון אומר כי TSMC יהיה היציקה של השיא עבור ערכת השבבים Snapdragon 2022. לפי הדיווחים, השבב הזה ייוצר באמצעות צומת התהליך 4nm של TSMC.
Anandtech אומר כי בהשוואה למעגלים המשולבים של 5 ננומטר המובילים כיום, שבבי 3 ננומטר ישתמשו ב-25%-30% פחות אנרגיה תוך שהם מספקים ביצועים גבוהים יותר ב-10% עד 15% באותן רמות הספק. צפיפות הטרנזיסטורים תגדל פי 1.7, מה שיביא את מספר המפתח הזה לכ-227.8 מיליון טרנזיסטורים למ"מ רבוע. למפעל היציקה TSMC יש את היכולת לייצר 30,000 פרוסות בחודש עבור שבבים 3nm במהלך 2021, עלייה ל-105,000 עד 2023-2024.
TSMC מרחיבה את הייצור של פרוסות שלה עבור שבבי 5nm עם קיבולת שעולה ל-105,000 בכל חודש במהלך המחצית הראשונה של השנה. זאת בהשוואה ל-90,000 פרוסות שיוצרו מדי חודש במהלך הרבעון הרביעי של השנה שעברה. זה יגדל ל-160,000 פרוסות המיוצרות בכל חודש החל מ-2023-2024. הפרוסים לשבבי ה-7 ננומטר בני הדור פועלים כעת מהקו בקצב של 140,000 לחודש. נתון זה צפוי לעלות ל-160,000 בחודש בעוד שנתיים-שלוש.
פרוסות עבור שבבי 3nm ייוצרו על ידי TSMC מאוחר יותר השנה תחת "ייצור סיכון". המשמעות היא שהוופלים עדיין עשויים להזדקק לכמה שינויים קטנים לפני תחילת הייצור הרגיל. מאמינים שאפל הסכימה לרכוש את כל הפרוסים ש-TSMC תמציא תחת ייצור בסיכון. אמנם זה ייתן לאפל התחלה בבדיקת ערכות שבבים 3nm עבור האייפון, אבל ספק רב אם החברה תשתמש בשבבים אלה בתוך יחידות שלאייפון 13מיועד לידי הצרכנים. הסיבה לכך היא שבייצור סיכונים, כל הסיכון יהיה על אפל, לא על TSMC. ייתכן ששבבים מהוופלים האלה לא יעבדו כמו שצריך או שלא יעבדו בכלל. ובכל זאת, עבור אפל, הוצאת כסף על פרוסות שנוצרו במהלך ייצור סיכון שווה את הסיכון, ובכן. זה ייתן לענקית הטכנולוגיה גישה לשבבים מהירים וחסכוניים יותר באנרגיה לפני חברות אחרות.
