برنامه 32 میلیارد دلاری TSMC برای تولید تراشه 1 نانومتری ؛ سنگین ترین سرمایه‌گذاری تاریخ دنیای نیمه هادی

بعید است اخبار حوزه فناوری، موبایل و نیمه هادی را دنبال کرده و نامی از TSMC به عنوان بزرگترین تولیدکننده نیمه هادی دنیا نشنیده باشید. این شرکت که رقبای سرسخت خود یعنی سامسونگ و اینتل را طی سالیان گذشته به راحتی پشت سر گذاشته حالا قصد دارد بزرگترین سرمایه‌گذاری تاریخ تراشه برای ساخت یک پروژه را انجام داده و با صرف 32 میلیارد دلار، خط تولید اولین تراشه‌های 1 نانومتری (10 آنگستروم) خود را بر پا کند.

هر 10 اتم یک ترانزیستور

از زمانی که اولین تراشه‌های زیر 100 نانومتر وارد دنیای الکترونیک و کامپیوتر شدند، زمانی کمتر از 20 سال می‌گذرد و حالا به جایگاهی رسیده‌ایم که گویا شرکت‌ها به فناوری‌های 4 و 3 نانومتری بسنده نکرده و می‌خواهند وارد دنیایی شوند که در آن عرض بخش گیت (یکی از پایه‌های ترانزیستورهای MOSFET که برای کنترل جریان عبوری یاعملکرد سوئیچینگ منطقی مورد استفاده قرار می‌گیرد) تنها نزدیک به عرض 10 اتم منفرد است (قطر هر اتم منفرد به صورت متوسط 0.1 نانومتر  یا 1 آنگستروم است).

تصور ورود بشر به چنین حوزه‌ای و حتی ورای آن به حدی هیجان‌انگیز است که شاید ما را به روزگاری امیدوار کند که دیگر مفهوم پردازش بر پایه قطعات منطقی ساخته شده از نیمه‌هادی‌ها را نیز بتوان کنار گذاشت و به فکر تحقق پردازش کوانتومی عمومی و همه منظوره نزدیک کرد.

اما فارغ از این موضوع و برای اینکه به دنیای واقعی خود برگردیم، بهتر است خبری که یکی از معاونین نخست وزیر تایوان در مورد شرکت TSMC اعلام کرده را بررسی کنیم. بنابر این خبر، شرکت تایوانی تولید کننده نیمه هادی قصد دارد ظرف 5 سال آینده یک سرمایه‌گذاری استراتژیک برای تولید تراشه‌های بسیار ریز 1 نانومتری را در پیش گرفته و عظمت خود در این حوزه را هر چه بیشتر از پیش، برای دیگر رقبا، دست‌نیافتنی‌تر کند.

سنگین ترین سرمایه‌گذاری تاریخ نیمه هادی در TSMC

بنابر اخبار اعلامی آقای شن جونگ چین در مصاحبه اخیر او با Economic Daily، کارخانه تولید تراشه‌های 1 نانومتری TSMC قرار است در محلی واقع در پارک علم و فناوری لونگتن در نزدیکی شهر تائویوآن در خاک تایوان، تأسیس گردد. البته این خبر از سوی TSMC هنوز به صورت رسمی تأیید نشده ولی با توجه به بیان آن از سوی یکی از سیاست‌مداران نزدیک به شرکت، تقریباً قطعی به نظر می‌رسد.

با توجه به ابعاد عظیم این پروژه باید گفت که تولید تراشه 1 نانومتری با سرمایه‌گذاری 32 میلیارد دلاری، تا به حال در حوزه تراشه بی سابقه بوده ولی فرصت‌های بسیاری که از دید اقتصادی، ایجاد شغل، ابعاد فرهنگی و قدرت سیاسی در اختیار تایوان قرار خواهد داد، می‌تواند جذاب‌ترین سرمایه‌گذاری تاریخ این شرکت نیز به حساب آید.

جالب است بدانید که این شرکت طی چند دوره اخیر برای ساخت تراشه‌های 3 و 5 نانومتری خود با فناوری‌های N3 و N5، مبلغی نزدیک به 20 میلیارد دلار هزینه کرده بود و قرار است تا سال 2025 نیز خط تولید تراشه‌های 2 نانومتری خود موسوم به N2 را افتتاح کند. تراشه‌های 2 نانومتری شرکت در سال 2026 وارد بازار خواهند شد. نکته دیگر این است که خود نودهای N2 نسخه‌های مختلفی خواهد داشت که شامل ترانزیستورهای با گیت سرتاسری، GAAT و ترانزیستورهای با تکنیک توان بازگشتی BPD می‌شوند که کاملاً از هم متمایز بوده و کاربردهای مختلفی دارند.

زمان ورود تراشه 1 نانومتری به بازار

اگرچه نمی‌توان در مورد پروژه تولید ترانزیستورهای 1 نانومتری شرکت با قطعیت صحبت کرد ولی به احتمال فراوان اولین تراشه‌های تولید شده با این فناوری زودتر از سال‌های 2027 و 2028 وارد بازار نخواهند شد. تا آن زمان شرکت ASML که تولیدکننده اصلی دستگاه‌های تولید تراشه در مقیاس نانوست، دستگاه‌های خود را برای ساخت تراشه با لیتوگرافی امواج فرابنفش بسیار کوتاه EUV و با استفاده از تکنیک High-NA عرضه خواهد کرد.

استفاده از این تکنیک موجب افزایش قیمت بسیار بالای دستگاه‌های تولیدکننده تراشه 1 نانومتری خواهد شد که علت اصلی برآورد بسیار بالای 32 میلیارد دلاری برای تأسیس کارخانه این تراشه‌هاست. البته همین سرمایه‌گذاری شاید علت اصلی باشد که بسیاری از شرکت‌ها از گرایش به فناوری 1 نانومتری، به دلیل هزینه بسیار بالای تمام شده تولید تراشه آن، دوری کنند.

اما پس از این دوره که عبارت مخفف 1N استفاده می‌شد بهتر است منبعد به حوزه آنگستروم گذری بیندازیم. شاید بهتر باشد این تراشه‌ها را 10A بنامیم (با فناوری‌های مرتبط و نامگذاری اینتل در حوزه نانو اشتباه نشود).

جالب است بدانید که در انتهای مصاحبه معاون نخست وزیر تایوان به این نکته اشاره شده که برآوردهای آنها نشان می‌دهد سه شرکت TSMC، ASML و Micro Technologies تا 5 سال آینده مبلغی نزدیک به 102.5 میلیارد دلار در حوزه نیمه هادی در تایوان سرمایه‌گذاری خواهند کرد که بدون شک جایگاه فعلی این جزیره را به عنوان قلب تولید نیمه هادی دنیا، حفظ کرده و از هر تهدیدی مصون می‌دارد.