Se revelan los precios de las obleas de TSMC: la oblea de 300 mm a 5 nm cuesta casi $ 17,000

Un bloguero ha publicado estimaciones de los costos y precios de las obleas de TSMC. Como era de esperar, el procesamiento de obleas se está volviendo más caro con cada nueva tecnología de fabricación, ya que los nodos tienden a ser más intensivos en capital. El último proceso de fabricación N5 (5nm) de TSMC parece ser particularmente costoso por oblea porque es nuevo, pero su densidad de transistores lo hace particularmente bueno para chips con un alto número de transistores.

Ingeniero jubilado, un conocido blogger de semiconductores, ha publicado una tabla con un cálculo del precio de venta de TSMC por chip hipotético por nodo en 2020. La fuente de la tabla no se mencionó, pero probablemente proviene de un informe reciente que cubre el negocio de fundición y los fabricantes de semiconductores.

El modelo se basa en un chip imaginario de 5 nm del tamaño de la GPU P100 de Nvidia (610 mm2, 90,7 mil millones de transistores a 148,2 MTr / mm2). En lo que respecta al precio de venta de la fundición por oblea estampada de 300 mm, el modelo tiene en cuenta aspectos como el CapEx, el uso de energía, la depreciación, los costos de ensamblaje, prueba y empaque, los márgenes operativos de la fundición y algunos otros factores. Mientras tanto, el precio de venta de la fundición por chip también incluye los costos de diseño, sin embargo, este número varía mucho de una empresa a otra y de un nodo a otro (es decir, los costos de diseño de un chip de 610 mm2 y 5 nm son diferentes para diferentes empresas y la implementación de un chip de 610 mm2 varía). de nodo a nodo debido a diferentes reglas de diseño e IP), por lo que debe tomarse con un grano de sal.

(Crédito de la imagen: RetiredEngineer / Twitter)

Según las estimaciones, TSMC vende una oblea de 300 mm procesada con su tecnología N5 por alrededor de $ 16,988. Por el contrario, el mayor fabricante por contrato de semiconductores del mundo cobra alrededor de $ 9,346 por oblea de 300 mm modelada con su nodo N7, así como $ 3,984 por una oblea de 300 mm fabricada con su tecnología de 16nm o 12nm.

Hay varios factores que hacen que el nodo N5 de TSMC sea tan caro de usar en la actualidad. En primer lugar, TSMC comenzó a producir chips de 5 nm hace varios meses y la fábrica y el equipo que utiliza aún no se han depreciado. En segundo lugar, N5 se basa en gran medida en el uso de litografía ultravioleta extrema y puede usarlo en hasta 14 capas. Según ASML, una capa de EUV requiere un sistema de paso y escaneo Twinscan NXE por cada ~ 45,000 inicios de obleas por mes. Se cree que cada herramienta EUV cuesta alrededor de $ 120 millones y estos escáneres también son bastante costosos de ejecutar. Dados los volúmenes de TSMC, necesita muchos escáneres de este tipo para su tecnología N5. Por lo tanto, pasará algún tiempo antes de que TSMC deprecie la fábrica y el equipo que utiliza para N5.

(Crédito de la imagen: ASML)

Pero incluso a los costos actuales, tiene mucho sentido que los fabricantes de chips altamente complejos utilicen el proceso de vanguardia de TSMC debido a su alta densidad de transistores y su rendimiento. Según los números proporcionados, cuesta $ 238 hacer un chip de 610 mm2 usando N5 y $ 233 para producir el mismo chip usando N7. En un nodo de 16/12 nm, el mismo procesador será considerablemente más grande y su fabricación costará 331 dólares. En N5, el chip no solo será relativamente pequeño (a 610 mm2 para ser más precisos), sino que también funcionará un 15% más rápido a una potencia determinada o consumirá un 30% menos de energía a una frecuencia determinada en comparación con N7.

(Crédito de la imagen: futuro)

Según TSMC, su N5 tiene una densidad de defectos más baja que N7 al mismo tiempo de su vida útil, por lo que los diseñadores de chips pueden esperar que eventualmente los chips basados ​​en N5 rindan mejor que los circuitos integrados basados ​​en N7 en general. Esto último es algo de esperar dado el hecho de que N5 reemplaza el patrón múltiple DUV con el patrón único EUV.

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