Halo, sahabat Brainy!
Taiwan Semiconductor (TSMC) adalah pemasok utama bagi perusahaan desain besar seperti Apple, Nvidia, AMD, Arm, Qualcomm, Broadcom, MediaTek, dan Marvell. TSMC adalah pabrik pengecoran yang memproduksi cip tercanggih di dunia, yang ditentukan berdasarkan ukuran node. Node tercanggih yang diproduksi saat ini adalah 3nm dan terutama digunakan oleh Apple di iPhone dan MacBook. Sedangkan node 5nm/4nm digunakan oleh Nvidia dan perusahaan lain untuk akselerator AI. Sekarang, komputasi performa tinggi dengan cepat beralih ke node 3nm dan bahkan 2nm.
Taiwan Semiconductor melaporkan pendapatan pada 15 Mei lalu. Perusahaan ini melampaui perkiraan analis dan panduan internalnya dengan pertumbuhan pendapatan 12,9% YoY menjadi US$18,9 miliar. Penghasilan per saham (EPS) melampaui ekspektasi sebesar 4,5% dimana laporan sebesar $1,38 dibanding ekspektasi $1,32.
Pendapatan dari node canggih tetap kuat, meskipun pendapatan dari node 3nm mengalami penurunan secara berurutan. Berdasarkan catatan pembukaan: "Proses teknologi 3-nanometer menyumbang 9% dari pendapatan wafer pada kuartal pertama." Angka tersebut turun dari 15% pada kuartal terakhir. Penurunan ini bersifat sementara dengan Trend Force memperkirakan pemanfaatan kapasitas produksi 3nm mencapai 80% pada akhir tahun. Pada kuartal ini, pendapatan dari node 5nm dan 7nm meningkat 2%.
Meskipun memperingatkan adanya perlambatan di industri semikonduktor yang lebih luas tahun ini, penjualan TSMC pada bulan April melonjak 60% YoY dan 21% MoM. Ini merupakan awal yang positif bagi percepatan 20 poin persentase menjadi 33% pertumbuhan pendapatan dimana analis memperkirakan terjadi pada kuartal September.
Node Canggih: 5nm, 3nm, dan 2nm yang Akan Datang
Saat ini, akselerator AI menggunakan proses 5nm TSMC. Hopper dan Blackwell dari Nvidia dibuat dengan proses N4X yang dirancang khusus untuk aplikasi komputer performa tinggi. Ini adalah varian khusus yang disebut "4N" yang digunakan Nvidia, namun TSMC mengenalinya sebagai pendapatan 5nm dalam laporan keuangan mereka. Akselerator AI diharapkan untuk beralih dengan cepat ke node yang lebih kecil untuk membantu menurunkan konsumsi daya. Proses 3nm TSMC lebih hemat energi, dengan penghematan energi semakin baik menggunakan proses 2nm.
Teknologi proses 3nm (N3) dan 2nm (N2):
Proses 3nm saat ini adalah teknologi semikonduktor tercanggih, yang mewakili kemajuan node penuh dari generasi 5nm. Pada tingkat pengecoran, proses 3nm menawarkan 15% kinerja yang lebih baik dari proses 5nm ketika daya dan transistornya sama. TSMC juga menyatakan bahwa proses 3nm dapat menurunkan konsumsi daya sebanyak 30%. Ukuran dadu juga diperkirakan 42% lebih kecil daripada 5nm.
Pada tahun 2023, TSMC membuat cip 3nm untuk iPhone 15 Pro, iPhone 15 Pro Max, dan chip M3 MacBook. Pada tahun 2024, TSMC akan menambah pelanggan 3nm mereka dengan AMD dan Intel. Yang menarik adalah Nvidia tidak menggunakan node 3nm pada tahun 2024, meskipun ekspektasi industri adalah Blackwell akan menggunakan node tercanggih. Sebaliknya, Blackwell mengandalkan arsitektur untuk lompatan kemajuan dari arsitektur Hopper.
TSMC menawarkan proses 3nm yang disempurnakan, seperti N3E, N3P, dan N3X, yang memungkinkan perusahaan seperti Apple menyesuaikan cip 3nm secara berbeda dari cip untuk hyperscaler. N3E adalah garis dasar untuk desain IP dengan peningkatan 18% performa dan pengurangan 34% konsumsi daya. N3P memiliki performa lebih tinggi dan konsumsi daya lebih rendah, sedangkan N3X akan menawarkan komputasi performa tinggi performa yang sangat tinggi namun dengan kebocoran daya hingga 250%.
Node 3nm menandai akhir dari transistor FinFET, yang merupakan singkatan dari transistor efek medan. Dengan FinFET, gerbang terbungkus pada tiga sisi, sedangkan dengan gate-all-around (GAA), seperti namanya, gerbang terbungkus pada semua sisi. FinFET digunakan pada node 14nm, 10nm, dan 7nm. TSMC menggunakan FinFET pada 5nm, namun akan menghapus FinFET setelah 3nm. Saat TSMC beralih ke GAA untuk 2nm, membungkus gerbang "di sekitar" akan menciptakan area permukaan yang lebih besar untuk kontrol elektrostatis yang lebih baik dan juga mengurangi kebocoran.
Mengenai FinFET, teknologi FinFlex yang unik untuk TSMC memungkinkan perancang cip untuk menyesuaikan jumlah sirip per transistor. Ada tiga konfigurasi yang menyeimbangkan kinerja dengan konsumsi daya. CPU hybrid menggunakan FinFlex dimana core performa tinggi dicocokan dengan core hemat daya, dengan kemampuan mengaktifkan core mana pun yang paling dibutuhkan tergantung pada beban kerja. Hasil akhirnya adalah perancang cip dapat memiliki kendali atas konfigurasinya.
2nm: Transistor Nanosheet dan Pengiriman Daya Bagian Belakang
Node 2nm akan menjadi node pertama yang menggunakan transistor efek medan gate-all-around (GAAFET), yang akan meningkatkan kerapatan cip. Transistor nanosheet GAA memiliki saluran yang dikelilingi oleh gerbang di semua sisi untuk mengurangi kebocoran, namun juga akan memperlebar saluran secara unik untuk memberikan peningkatan kinerja. Akan ada pilihan lain untuk mempersempit saluran guna menghemat biaya daya. Tujuannya adalah meningkatkan kinerja per watt untuk memungkinkan keluaran dan efisiensi tingkat yang lebih tinggi. Node N2 [diharapkan](https://www.tomshardware.com/news/tsmc-reveals-2nm-fabrication-process "https://www.tomshardware.com/news/tsmc-reveals-2
Referensi Tambahan: