Le champion mondial de la production de semi-conducteurs TSMC a dévoilé une partie de sa feuille de route dans l’avancée des technologies de gravure de processeurs durant l’ouverture de sa conférence annuelle. Un plan de bataille qui parle non seulement des différentes versions de gravure en 7 nm et 5 nm, mais aussi du 3 nm !
Loin d’être des annonces abstraites, les avancées de TSMC profitent à toute l’industrie : d’Apple à Qualcomm en passant par AMD, tout le monde des semi-conducteurs vibre aujourd’hui au rythme des usines du Taïwanais. Jugez plutôt : le passage à une finesse de gravure en 7 nm compte pour 70% des améliorations apportées par la dernière génération de puces Ryzen 4000 Mobile d’AMD !
Le 3nm dès 2022
Commençons par l’annonce la plus impressionnante : la technologie de gravure en 3 nm devrait être disponible en grands volumes à partir du second semestre 2022 – la production « à risque » commencera en 2021. À titre de comparaison, Intel devrait – au mieux – atteindre le 7 nm à la fin 2022 voire début 2023.
S’il est évident que la finesse de gravure, dont la mesure n’est pas normalisée dans l’industrie, n’est désormais qu’une des briques des technologies de production (à cela s’ajoute l’empilement 3D, les différents process, etc.) même en tenant compte de la maîtrise d’Intel de ces domaines, la différence de finesse « officielle » avec TSMC sera alors encore plus importante qu’à l’heure actuelle. Ce qui pourrait permettre à des concurrents d’Intel comme AMD de maintenir leur avance dans certains domaines.
Des gravures en plusieurs parfums
À l’heure actuelle, AMD profite d’un 7 nm sur presque tous ses produits et les Apple et autres Qualcomm devraient profiter de puces en 5 nm dès cette année. Ces deux process appelés « Nodes » existent au catalogue de TSMC en plusieurs versions, selon les lignes de productions. Ainsi le 7 nm « normal » s’appelle N7, sa version améliorée « N7P », la version la plus avancée « N7+ », etc.
TSMC a livré des informations quant aux différences de performances – densité de transistors, consommation énergétique, etc. – qui permettent de classer les process. Un classement qui suit sans aucun doute une courbe de prix croissante : plus le procédé est performant, plus les puces coûtent cher à fabriquer – ne cherchez pas, il est impossible d’avoir la moindre idée du prix de gravure, ce genre d’information industrielle étant « top secret ».
Plus de densité, plus de performances, moins d’énergie consommée
Mais ce classement permet de se faire une idée de l’état de l’art et comparer les méthodes de fabrication. Ainsi, dans le spectre 7 nm, par rapport au mode « N7 » de base, le mode le plus avancé (N7+) permet d’augmenter la densité de transistors de +17%, et au choix, de diminuer la consommation énergétique de -15% ou d’améliorer les performances de +10%.
Le passage du même N7 à 5 nm (N5) est encore plus important avec un quasi-doublement du nombre de transistors à surface égale (x1,8), une réduction de la consommation à -30% ou une hausse des performances de +15%.
Quant au passage au N3 (3 nm donc) face à ce N5, les améliorations sont encore plus impressionnantes avec une multiplication par x1,7 du nombre de transistors, et quantité d’énergie consommée encore plus réduite (de -25 à -30%) et un gain de perfs là encore de +10% à +15%.
Si le processeur n’est qu’un des composants– les écrans sont bien souvent devant en matière de consommation énergétique – toutes ces améliorations promettent des appareils encore plus sobres énergétiquement… pour peu que la course à la puissance pure ralentisse un peu !
Dans tous les cas, la feuille de route agressive de TSMC devrait continuer à stimuler toute l’industrie, non seulement ses clients, qui exploitent ses lignes de fabrication pour développer des puces toujours plus performantes. Mais aussi les concurrents directs (Samsung, UMC) et indirects (Intel, qui ne produit que pour lui-même) qui ont à cœur de suivre le rythme. Et il va falloir qu’ils carburent : TSMC a posé les plans de sa future usine de Hsinchu qui devrait graver les puces en… 2 nm.
Sources : TSMC, Tom’s Hardware, AnandTech
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