TSMC ha ufficialmente avviato la produzione di massa del processo produttivo a 2 nanometri (N2) nel quarto trimestre del 2025, segnando un’importante evoluzione tecnologica nel settore dei semiconduttori con l’adozione dell’architettura Gate-All-Around (GAA). Questa innovazione rappresenta un salto generazionale rispetto alle precedenti tecnologie FinFET, con miglioramenti significativi in termini di prestazioni ed efficienza energetica.
tecnologia gaa e vantaggi del processo n2
Il nodo N2 di TSMC è il primo a utilizzare transistor a nanosheet con architettura GAA, in cui il gate avvolge completamente i canali formati da strati orizzontali impilati. Questo design consente un controllo elettromagnetico superiore e una riduzione marcata delle perdite per dispersione.
I miglioramenti rispetto al processo N3E includono:
- a parità di consumo energetico, incremento delle prestazioni tra il 10% e il 15%
- a parità di prestazioni, diminuzione del consumo energetico dal 25% al 30%
- aumento della densità dei transistor: circa il 15% per design misti e fino al 20% per logiche pure
Inoltre, l’introduzione di condensatori SHPMIM ad altissima capacità migliora la stabilità della rete di alimentazione raddoppiando la densità capacitiva rispetto alla generazione precedente e dimezzando le resistenze interne, ottimizzando ulteriormente l’efficienza complessiva del chip.
produzione iniziale presso lo stabilimento kaohsiung fab22
L’avvio della produzione N2 è stato affidato allo stabilimento Fab22 situato a Kaohsiung, contrariamente alle aspettative che indicavano Fab20 a Hsinchu come sito principale. Il sito Fab22 sarà dedicato interamente alla famiglia produttiva a due nanometri, comprendendo anche il futuro processo A16 con tecnologia backside power delivery previsto per il 2026.
Secondo quanto dichiarato dall’amministratore delegato Wei Zhejia durante la conferenza finanziaria di ottobre, la fase iniziale presenta ottimi livelli di resa produttiva. Si prevede inoltre un rapido incremento della capacità nel corso del prossimo anno grazie alla domanda crescente derivante da applicazioni smartphone e calcolo ad alte prestazioni legate all’intelligenza artificiale.
Doppie linee produttive N2 sono già operative per soddisfare una forte richiesta da parte dei clienti; fonti esterne indicano che tutta la capacità prevista fino alla fine del 2026 risulta già prenotata.
apple guida la domanda con oltre metà capacità prenotata
Apple si posiziona come principale cliente prenotando più della metà della capacità produttiva N2 disponibile. I prodotti previsti includono:
- A20 processor per iPhone serie 18 (lancio previsto nel 2026)
- chip M6 destinati ai MacBook
- Vision Pro R2 chip
I benefici attesi dal passaggio al processo a due nanometri riguardano un aumento delle prestazioni pari al circa il +15%, una riduzione del consumo energetico intorno al -30% e una maggiore densità dei transistor rispetto alla generazione precedente a tre nanometri.
differenze competitive tra tsmc e samsung nella produzione a due nanometri
Sebbene Samsung abbia anch’essa iniziato la produzione del proprio processo GAA a due nanometri nello stesso periodo, i dati sulle prestazioni comunicati risultano più cauti. Il primo nodo GAA Samsung mostra incrementi limitati: +5% nelle performance, +8% nell’efficienza energetica e riduzione dell’area solo del -5%, accompagnati da rese comprese tra il 55% e il 60%, suggerendo possibili criticità ancora in fase di ottimizzazione.
TMSC ha invece adottato una strategia differente mantenendo l’architettura FinFET sul nodo da tre nanometri prima di passare direttamente all’innovativo GAA sul nodo da due nanometri, privilegiando dunque qualità e maturità tecnologica piuttosto che velocizzare prematuramente l’introduzione della nuova architettura.
sviluppi futuri: processi n2p e applicazioni avanzate ai chip a16
Nella roadmap industriale TSMC è previsto l’avvio nel secondo semestre del prossimo anno della produzione del processo N2P, versione evoluta dell’attuale N2 con ulteriori miglioramenti su consumi ed efficienza. Particolare attenzione è rivolta al processo A16 che combina tecnologia N2P con alimentazione posteriore superconduttiva (backside power delivery), ideale per applicazioni complesse quali intelligenza artificiale ed elaborazione ad alte prestazioni.
L’obiettivo produttivo stimato per fine anno indica una capacità mensile pari a circa90.000 wafer lavorati su scala globale.
Anche Intel si prepara ad entrare nello scenario competitivo avanzato con il suo processo denominato “18A”, promettendo incrementi simili in termini di performance (+15%) e densità (+30%) per competere efficacemente nel mercato delle tecnologie più sofisticate.
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