TSMC muestra las mejoras de sus nuevos procesos litográficos N2, N2P y A16 para competir con Intel y Samsung

Intel desveló gran parte de sus armas para este año y para el que viene en cuanto a procesos litográficos. Samsung está teniendo problemas con su nuevo SF2 renombrado y ahora TSMC ha querido revelar qué podemos esperar de sus nuevos nodos N2, N2P y A16 mostrando las especificaciones oficiales, la cuales supondrán otro empujón para todos sus clientes.

Tres años con un mismo nodo litográfico es algo que muy pocas veces veremos hacer a los de Taiwán, aunque haya tenido sus actualizaciones y mejoras de por medio. El salto a EUV High-NA y sus costes tienen la culpa, y como ya dijimos en su momento, todos los fabricantes de chips van a dejar de lado al nuevo N3E, menos Apple, para dar el salto ya el año que viene al nuevo N2, y a partir de ahí, la locura y una guerra que se prevé apasionante.

TSMC N3X, ni convencía, ni convencerá a la gran mayoría de clientes

N3 sobre N5 N3E sobre N5 N3P sobre N3E N3X sobre N3P N2 sobre N3E N2P sobre N3E N2P sobre N2 A16 sobre N2P
Energía Hasta -30% -34% Hasta -10% -7% Hasta -30% Hasta -40% Hasta -10% Hasta -20%
Rendimiento Hasta +15% +18% +5% +5% con 1.2V Hasta +15% Hasta +20% Hasta +10% Hasta +10%
Densidad +20% +30% +4% +10% a misma frecuencia +15% +15% TBA Hasta +10%
Lanzamiento Q4 2022 Q4 2023 H2 2024 H2 2025 H2 2025 H2 2026 H2 2026 H2 2026

TSMC-Roadmap-actualizado-2024-2026-N3E,-N3P,-N3X,-N2,-N2X,-N2P-A16

Si N3E como nodo está siendo muy poco aceptado dentro de las grandes empresas de chips por ser un salto pequeño a un coste no demasiado bajo, N3X frente a N3P será todavía menor si cabe. Por ello, TSMC no compara N3 con N3E en ningún sitio, pero como no les queda otra que mostrar las diferencias entre sus versiones más avanzadas por diferencia temporal, lo que viene es poco impresionante.

Para ser concretos, N3X sobre N3P supondrán una reducción del 7% del consumo a misma velocidad de los chips, un aumento de solo el 5% del rendimiento si se usa el misma área total y un aumento de la densidad del 10% si no se aumenta la frecuencia. Como hemos visto, hay demasiados condicionales "si" por el camino. La mejor mejora aquí es la densidad, porque si se crea un chip más denso a misma área sí se lograrán las ventajas de energía y rendimiento, pero ojo, el voltaje máximo estaría limitado a 1,2V.

Esto excluye a la grandísima mayoría de chips de alto rendimiento, por lo cual, Intel, NVIDIA y AMD dejaron paso. Además, se dice que el coste se incrementaría en algunos dólares, motivo más que suficiente para hacer de 2025 un año de transición en busca de mejor rentabilidad rendimiento/coste con N4P y N4X.

TSMC N2, especificaciones a la altura, el gran salto que prometían desde Taiwán

TSMC-N2

Esto ya son palabras mayores y sí que es un salto merecedor del cambio por parte de todos. El problema, como dijimos hace meses y llevamos sosteniendo más de un año, es que llega tarde, muy tarde: segunda mitad de 2025.

Además, el N2 es un nodo LP y no HP, como siempre hemos sostenido. Esto deja a TSMC con un solo cliente: Apple, y más tarde, Qualcomm y posiblemente AMD con sus chips Arm con arquitectura Sonoma Valley, quizás también Mediatek si el precio acompaña. Sea como fuere, las especificaciones del TSMC N2 son muy buenas, producto del ingreso a los transistores GAA.

Veremos un salto de hasta el -30% en el consumo frente al N3E, un aumento del rendimiento de hasta un +15% y otro aumento en la densidad del +15%. Por tanto, es más la reducción del consumo que el aumento de rendimiento y densidad, pero es lógico si tenemos en cuenta que es un nodo LP.

¿Qué hay de las especificaciones del N2P de TSMC? Pues no son mucho mejores que en el N2

TSMC N2 y N2P especificaciones

Siendo la variante con librerías HP y siendo el nodo usado para AMD y NVIDIA en sus nuevas generaciones de productos, si N2 llegó tarde, N2P llegará justo un año después, cuando Intel tenga el Intel 14A con EUV High-NA en vigor, o a punto de estrenarlo.

Lo que se espera por parte de TSMC, según las especificaciones que han mostrado para este N2P, es una reducción de hasta un 40% en la energía frente al N3E, un aumento del rendimiento del 20% y un aumento de densidad del 15%.

O lo que es igual, veremos en ambas compañías un salto increíble, puesto que parten del N4 y sus variantes, no del N3. Deberíamos ver una reducción de más del 80% en la energía, un salto de rendimiento de casi el 50% y en densidad sobre el 40%, y eso sí que es un paso adelante muy grande.

¿Cómo será el futuro A16 en cuanto a especificaciones técnicas desveladas por TSMC?

TSMC-A16-Nanosheet-Super-Power-Rail-BSDPN-especificaciones

Teniendo en cuenta que no han aclarado realmente si seguirán usando EUV o darán el salto a EUV High-NA como Intel, lo que veremos es una evolución del N2P más que un nodo litográfico nuevo en sí mismo. El problema es que llegará al mismo tiempo que el nodo nombrado, es decir, segunda mitad de 2026, y por ende, todo apunta a EUV como tal, seguramente con patrones dobles.

Lo que ha dicho TSMC para A16 en cuanto a especificaciones es que, frente a N2P, veremos una reducción de hasta el 20% en la energía, un salto de rendimiento de hasta el +10% y un paso adelante en la densidad de hasta el 10%.

Lógicamente será un nodo LP que, probablemente y salvo sorpresa, también reserve Apple para sus SoC móviles, quedando el A14 como el proceso litográfico ya para 2027 de alto rendimiento, de nuevo, muy tarde, y posiblemente, ahora sí, con EUV High-NA, por lo que se suponen mejores datos en este paso, lo cual está por ver.