Bei TSMC läuft die Entwicklung immer neuer Fertigungstechnologien auf Hochtouren. Auf dem North American Technology Symposium 2025, das kürzlich stattfand, stellten die Verantwortlichen des Unternehmens die aktuellen Pläne und den Stand der Dinge vor. Einer der Höhepunkte der Veranstaltung war der A14-Knoten, ein so genannter Full Node, ein vollständiger Wechsel von N2, der die 2-nm-Klasse der Waferbreiten stärkt.
Bei dieser Produktionstechnologie wurden mehrere interessante Innovationen eingeführt, darunter die zweite Generation der GAA-Nanoblech-Transistor-Technologie und die NanoFlex Pro-Technologie, die für Flexibilität sorgt. Es ist wichtig hervorzuheben, dass die erste Version des A14, die irgendwann im Jahr 2028 in die Massenproduktion gehen wird, noch keine Unterstützung für das Backside Power Delivery Network bieten wird, eine Funktion, die bei der A14(P?)-Produktionstechnologie, die ein Jahr später erscheinen wird, hinzugefügt wird.
Was für Fortschritte wird A14, eine Fertigungstechnologie der 1,4-nm-Klasse, bringen? Ziemlich große, denn die Kunden können bei gleichem Stromverbrauch und gleicher Komplexität eine Leistungssteigerung von 10-15 %, bei gleicher Transistorgröße und Taktfrequenz eine Leistungsreduzierung von 25-30 % und im Vergleich zu N2 eine Steigerung der Transistordichte von 20-23 % erwarten.
Für die erste Version des A14 wurde beschlossen, ihn ohne BSPDN-Unterstützung (Backside Power Delivery Network) anzubieten, da es viele Kunden gibt, die Chips für spezielle Anwendungen entwickeln, die keine dichte Stromverdrahtung erfordern, aber von der GAA-Nanodraht-Transistortechnologie der zweiten Generation profitieren können, die zu höherer Leistung und geringerem Stromverbrauch führt, jedoch ohne die höheren Kosten für BSPDN, was zu einer kostengünstigeren Herstellung führt. In der Regel handelt es sich um Chips, bei denen die Hersteller nicht auf absolute Spitzenleistung angewiesen sind.
Natürlich wird es in Zukunft eine zweite Version des A14 geben, bei der die bereits erwähnte Rückseiten-Stromversorgung zum Einsatz kommt, so dass die Stromleitungen auf der Rückseite des Chips wesentlich dichter gepackt werden können, während die Vorderseite des Chips eine dichtere Anordnung der Komponenten ermöglicht. Es wird erwartet, dass dieses spezielle Design den Namen A14P trägt und von dem taiwanesischen Halbleiter-Auftragshersteller in erster Linie für hochleistungsfähige Client-Marktprodukte und Beschleuniger für den KI- und HPC-Markt vorgesehen ist. Der A14P könnte irgendwann im Jahr 2029 auf den Markt kommen, und der A14 könnte auch in einer auf Leistung und Kosteneffizienz ausgerichteten Version hergestellt werden - erstere mit der Bezeichnung A14X und letztere mit der Bezeichnung A14C.
Die Fertigungstechnologien der A14-Serie werden natürlich von neuen IPs, aktualisierter EDA-Software und neuen Optimierungen begleitet, die sich aus dem vollständigen Wechsel des Knotenpunkts ergeben. Optional können diese Fertigungstechnologien auch die NanoFlex Pro-Technologie nutzen, die eine flexible Transistorkonfiguration ermöglicht, um eine optimale Leistung, Leistungsaufnahme und Flächennutzung zu erreichen und das Design an verschiedene Anwendungen anzupassen.
Mit der nicht mit Pro gekennzeichneten Version können Entwickler Zellen aus verschiedenen Bibliotheken innerhalb eines einzigen Designs kombinieren, d.h. sie können innerhalb eines Blocks leistungsoptimierte, stromverbrauchsoptimierte und transistordichteoptimierte Lösungen einsetzen und so Verbrauch, Stromverbrauch und Transistordichte optimieren. Es wurde nicht bekannt gegeben, welche Extras NanoFlex Pro im Vergleich zur Standard-NanoFlex-Technologie bietet, aber es besteht eine gute Chance, dass es noch feinkörnigere Optimierungen und bessere Algorithmen in der Software bietet, um das Design effizienter zu optimieren, indem potenzielle negative Auswirkungen schnell erkannt werden.
TSMC plant, die A14-Produktionstechnologie bereits im Jahr 2028 einzusetzen, gab aber nicht an, ob die Massenproduktion in der ersten oder zweiten Jahreshälfte beginnen wird. Nach derzeitigem Kenntnisstand ist die erste Jahreshälfte wahrscheinlich, während in der zweiten Jahreshälfte neue Produkte mit darauf aufbauenden Chips auf den Markt kommen werden.
