TSMC ha annunciato che inizierà la produzione di massa dei primi chip realizzati con il suo processo produttivo A16 (classe 1,6 nm) alla fine del 2026. L'annuncio è stato fatto durante l'European Open Innovation Platform Ecosystem Forum tenutosi ad Amsterdam.
Il nuovo nodo di produzione A16 introduce importanti innovazioni tecnologiche, in particolare la rete di distribuzione dell'alimentazione sul lato posteriore del chip (BSPDN) chiamata Super Power Rail. Questa soluzione consente una migliore erogazione di potenza e una maggiore densità dei transistor.
Rispetto al precedente processo N2P, l'A16 promette un aumento delle prestazioni dell'8-10% a parità di voltaggio e complessità, oppure una riduzione dei consumi del 15-20% alla stessa frequenza e numero di transistor. TSMC stima inoltre un aumento della densità dei chip per processori AI high-end tra il 7% e il 10%.
Dal punto di vista dell'architettura, i transistor di A16 sono simili a quelli di N2, semplificando la migrazione a questa nuova tecnologia. Ken Wang, direttore della divisione design di TSMC, ha spiegato: "La migrazione del layout logico da N2P ad A16 è piuttosto semplice poiché la struttura delle celle e la maggior parte dei pattern di layout sono molto simili".
Nonostante i vantaggi, l'adozione di una rete di alimentazione sul retro del chip comporta alcune sfide. I progettisti dovranno ripensare completamente il design della rete di distribuzione dell'alimentazione, il routing e le strategie di posizionamento dei componenti. Sarà inoltre necessario gestire attentamente la dissipazione termica, poiché i punti caldi del chip si troveranno sotto un set di fili.
Wang ha evidenziato la necessità di nuovi strumenti software per il posizionamento e il routing termicamente consapevoli, nuove costruzioni dell'albero di clock, analisi diverse della caduta di tensione e dei domini di potenza, nonché una diversa analisi termica in fase di sign-off.
Per supportare questa transizione, TSMC sta lavorando con i principali fornitori di strumenti EDA come Cadence e Synopsys per sviluppare versioni aggiornate dei loro software. L'azienda ha anche avviato un programma completo di abilitazione EDA per A16, che verrà costantemente aggiornato.
In conclusione, il processo A16 di TSMC rappresenta un importante passo in avanti nella tecnologia dei semiconduttori, offrendo significativi miglioramenti in termini di prestazioni e efficienza energetica. Tuttavia, la sua adozione richiederà uno sforzo di progettazione aggiuntivo da parte dei produttori di chip per sfruttarne appieno il potenziale.