টিএসএমসি প্রযুক্তি সিম্পোজিয়াম 2021 এর হাইলাইটস - সিলিকন প্রযুক্তি

সম্প্রতি, TSMC তাদের বার্ষিক টেকনোলজি সিম্পোজিয়ামের আয়োজন করেছে, যা সিলিকন প্রক্রিয়া প্রযুক্তি এবং প্যাকেজিং রোডম্যাপের একটি আপডেট প্রদান করে। এই নিবন্ধটি সিলিকন প্রক্রিয়া উন্নয়ন এবং ভবিষ্যত প্রকাশের পরিকল্পনাগুলির হাইলাইটগুলি পর্যালোচনা করবে।

পরবর্তী নিবন্ধগুলি প্যাকেজিং অফারগুলিকে বর্ণনা করবে এবং বিশেষত স্বয়ংচালিত সেক্টরের জন্য প্রযুক্তির বিকাশ এবং যোগ্যতার দিকে মনোযোগ দেবে। বেশ কয়েক বছর আগে, টিএসএমসি চারটি "প্ল্যাটফর্ম" সংজ্ঞায়িত করেছিল যা নির্দিষ্ট প্রযুক্তিগত অফারগুলিকে অপ্টিমাইজ করার জন্য অনন্য R&D বিনিয়োগ পাবে: উচ্চ কর্মক্ষমতা কম্পিউটিং (HPC); মুঠোফোন; প্রান্ত/আইওটি কম্পিউটিং (অতি কম শক্তি/লিকেজ); এবং, মোটরগাড়ি। স্বয়ংচালিত বাজারের জন্য প্রক্রিয়া বিকাশের উপর ফোকাস সিম্পোজিয়ামে একটি প্রচলিত থিম ছিল এবং একটি পৃথক নিবন্ধে কভার করা হবে।

প্যারেন্টেটিকভাবে, এই প্ল্যাটফর্মগুলি TSMC এর রোডম্যাপের ভিত্তি হিসাবে রয়ে গেছে। তবুও, মোবাইল সেগমেন্টটি (4G) স্মার্টফোনের বাইরেও বিবর্তিত হয়েছে যাতে অ্যাপ্লিকেশনের একটি বিস্তৃত সেট অন্তর্ভুক্ত করা যায়। "ডিজিটাল ডেটা ট্রান্সফরমেশন"-এর উত্থানের ফলে প্রান্ত ডিভাইস এবং ক্লাউড/ডেটা সেন্টার রিসোর্সের মধ্যে বেতার যোগাযোগ বিকল্পের চাহিদা বেড়েছে - যেমন, WiFi6/6E, 5G/6G (শিল্প ও মেট্রোপলিটন) নেটওয়ার্ক। ফলস্বরূপ, TSMC এই সম্প্রসারিত সেগমেন্টকে মোকাবেলা করার জন্য RF প্রক্রিয়া প্রযুক্তি উন্নয়নে তাদের বিনিয়োগের উপর জোর দিচ্ছে।

সাধারণ

এখানে সিম্পোজিয়ামের কিছু সাধারণ হাইলাইট রয়েছে, তারপরে নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া প্রযুক্তির ঘোষণা রয়েছে।

• নৈবেদ্য প্রস্থ

2020 সালে, TSMC 281টি স্বতন্ত্র প্রক্রিয়া প্রযুক্তি অন্তর্ভুক্ত করার জন্য তাদের সহায়তা প্রসারিত করেছে, 11,617 গ্রাহককে 510টি পণ্য শিপিং করেছে। আগের বছরগুলির মতো, TSMC গর্বিতভাবে বলেছিল "আমরা কখনই একটি ফ্যাব বন্ধ করিনি।"

2020 সালে বর্তমান ক্ষমতা 12M (12" সমতুল্য) ওয়েফার ছাড়িয়ে গেছে, উন্নত (ডিজিটাল) এবং বিশেষ প্রক্রিয়া নোড উভয়ের জন্যই সম্প্রসারণ বিনিয়োগ সহ।

• মূলধন সরঞ্জাম বিনিয়োগ

TSMC আগামী তিন বছরে মোট US$100 বিলিয়ন বিনিয়োগ করার পরিকল্পনা করেছে, যার মধ্যে এই বছর US$30 বিলিয়ন মূলধন ব্যয় সহ, বিশ্বব্যাপী গ্রাহকের চাহিদা সমর্থন করার জন্য।

TSMC-এর গ্লোবাল 2020 রাজস্ব ছিল $47.78B - ফ্যাব সম্প্রসারণের জন্য $30B বার্ষিক প্রতিশ্রুতি অবশ্যই উল্লেখযোগ্য এবং বর্ধিত সেমিকন্ডাক্টর বাজার বৃদ্ধির প্রত্যাশার পরামর্শ দেবে, বিশেষ করে 7nm এবং 5nm প্রক্রিয়া পরিবারের জন্য। উদাহরণস্বরূপ, 7nm পরিবারের জন্য নতুন টেপআউট (NTOs) 60 সালে 2021% বৃদ্ধি পাবে।

TSMC ফিনিক্স, AZ-এ একটি ইউএস ফ্যাব নির্মাণ শুরু করেছে – N5 প্রক্রিয়ার ভলিউম উৎপাদন 2024 সালে শুরু হবে (~20K ওয়েফার প্রতি মাসে)।

• পরিবেশগত উদ্যোগ

ফ্যাবস গ্রাহকদের বিদ্যুৎ, জল এবং (প্রতিক্রিয়াশীল) রাসায়নিকের দাবি করছে। TSMC 100 সালের মধ্যে 2050% পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সে রূপান্তরের দিকে মনোনিবেশ করছে (25 সালের মধ্যে 2030%)। উপরন্তু, TSMC "শূন্য বর্জ্য" পুনর্ব্যবহারযোগ্য এবং পরিশোধন ব্যবস্থায় বিনিয়োগ করছে, ব্যবহৃত রাসায়নিকগুলিকে "ইলেক্ট্রনিক গ্রেড" গুণমানে ফিরিয়ে দিচ্ছে।

একটি সতর্কতামূলক নোট... আমাদের শিল্পটি বিখ্যাতভাবে চক্রাকারে, প্রশস্ত অর্থনৈতিক উন্নতি এবং মন্দা সহ। সিম্পোজিয়ামে TSMC থেকে স্পষ্ট বার্তা হল যে সমস্ত প্ল্যাটফর্ম জুড়ে সেমিকন্ডাক্টরগুলির ত্বরান্বিত গ্রহণ - ডেটা-ইনটেনসিভ কম্পিউটেশন সেন্টার থেকে ওয়্যারলেস/মোবাইল যোগাযোগ থেকে স্বয়ংচালিত সিস্টেম থেকে স্বয়ংচালিত সিস্টেম থেকে কম-পাওয়ার ডিভাইস পর্যন্ত - অদূর ভবিষ্যতের জন্য অব্যাহত থাকবে।

প্রক্রিয়া প্রযুক্তি রোডম্যাপ

• N7/N7+/N6/N5/N4/N3

নিচের চিত্রটি উন্নত প্রযুক্তির রোডম্যাপের সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়।

N7+ বেসলাইন N7 প্রক্রিয়াতে EUV লিথোগ্রাফির প্রবর্তনের প্রতিনিধিত্ব করে। N5 2020 সাল থেকে ভলিউম উৎপাদনে রয়েছে।

N3 একটি FinFET-ভিত্তিক প্রযুক্তি অফার থাকবে, ভলিউম উত্পাদন 2H2022 থেকে শুরু হবে। N5 এর তুলনায়, N3 প্রদান করবে:

• +10-15% কর্মক্ষমতা (আইএসও-পাওয়ার)
• -25-30% শক্তি (আইএসও-পারফরম্যান্স)
• +70% যুক্তির ঘনত্ব
• +20% SRAM ঘনত্ব
• +10% এনালগ ঘনত্ব

TSMC ফাউন্ডেশন আইপি সাধারণত HPC এবং মোবাইল সেগমেন্টগুলির অনন্য কর্মক্ষমতা এবং যুক্তির ঘনত্বকে মোকাবেলা করার জন্য দুটি স্ট্যান্ডার্ড সেল লাইব্রেরি (বিভিন্ন ট্র্যাক উচ্চতার) অফার করেছে। N3-এর জন্য, কর্মক্ষমতা/পাওয়ার (এবং সাপ্লাই ভোল্টেজ ডোমেন) পরিসরের "সম্পূর্ণ কভারেজ"-এর প্রয়োজনীয়তা একটি তৃতীয় স্ট্যান্ডার্ড সেল লাইব্রেরির প্রবর্তনের দিকে পরিচালিত করেছে, যেমনটি নীচে চিত্রিত হয়েছে।

N3-এর জন্য ডিজাইন সক্ষমতা পরবর্তী ত্রৈমাসিকে v1.0 PDK স্থিতির দিকে অগ্রসর হচ্ছে, 2Q/3Q 2022-এর মধ্যে যোগ্য IP-এর বিস্তৃত সেট সহ।

N4 হল একটি অনন্য "ধাক্কা" বিদ্যমান N5 উৎপাদন প্রক্রিয়ার জন্য। একটি অপটিক্যাল সঙ্কুচিত সরাসরি উপলব্ধ, বিদ্যমান N5 ডিজাইনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। অতিরিক্তভাবে, নতুন ডিজাইনের জন্য (অথবা বিদ্যমান ডিজাইনগুলি একটি শারীরিক পুনঃবাস্তবায়ন করতে আগ্রহী), বর্তমান N5 ডিজাইনের নিয়মগুলিতে কিছু উপলব্ধ উন্নতি এবং স্ট্যান্ডার্ড সেল লাইব্রেরিতে একটি আপডেট রয়েছে।

একইভাবে, N6 হল 7nm পরিবারে একটি আপডেট, যেখানে EUV লিথোগ্রাফি (N7+ এর বেশি) ক্রমবর্ধমান গ্রহণ করা হয়। TSMC ইঙ্গিত দিয়েছে, "7 সালে ক্রমবর্ধমান 5G মোবাইল এবং AI অ্যাক্সিলারেটর ডিজাইনের জন্য N2021 একটি মূল অফার হিসাবে রয়ে গেছে।"

• N7HPC এবং N5HPC

HPC প্ল্যাটফর্মের চাহিদাপূর্ণ কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তার একটি ইঙ্গিত হল নামমাত্র প্রক্রিয়া VDD সীমার উপরে সরবরাহ ভোল্টেজ "ওভারড্রাইভ" প্রয়োগে গ্রাহকের আগ্রহ। TSMC অনন্য "N7HPC" (4Q21) এবং "N5HPC" (2Q22) প্রসেস ভেরিয়েন্টগুলি অফার করবে যা ওভারড্রাইভ সমর্থন করে, যেমনটি নীচে চিত্রিত হয়েছে৷

এই HPC প্রযুক্তিগুলির জন্য একটি সংশ্লিষ্ট SRAM IP ডিজাইন রিলিজ থাকবে। প্রত্যাশিত হিসাবে, এই (একক অঙ্কের শতাংশের উন্নতি) কর্মক্ষমতা বিকল্পে আগ্রহী ডিজাইনারদের বর্ধিত স্ট্যাটিক লিকেজ, BEOL নির্ভরযোগ্যতা ত্বরণের কারণগুলি এবং ডিভাইসের বার্ধক্যজনিত ব্যর্থতার প্রক্রিয়াগুলিকে মোকাবেলা করতে হবে। পৃথক প্ল্যাটফর্মের জন্য বিশেষভাবে অপ্টিমাইজ করা প্রক্রিয়াগুলির বিকাশ এবং যোগ্যতায় TSMC-এর বিনিয়োগ উল্লেখযোগ্য। (শেষ HPC-নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া বৈকল্পিক 28nm নোডে ছিল।)

• আরএফ প্রযুক্তি

WiFi6/6E এবং 5G (sub-6GHz এবং mmWave) ওয়্যারলেস কমিউনিকেশনের বাজারের চাহিদা TSMC-কে RF ডিভাইসগুলির জন্য প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশানে ফোকাস বাড়াতে পরিচালিত করেছে। আরএফ সুইচগুলিও একটি মূল অ্যাপ্লিকেশন এলাকা। নিম্ন ক্ষমতার বেতার যোগাযোগ প্রোটোকল, যেমন ব্লুটুথ (উল্লেখযোগ্য ডিজিটাল ইন্টিগ্রেশন কার্যকারিতা সহ) একটি ফোকাস, পাশাপাশি। স্বয়ংচালিত রাডার ইমেজিং সিস্টেম নিঃসন্দেহে ক্রমবর্ধমান চাহিদা অনুভব করবে। mmWave অ্যাপ্লিকেশনগুলি নীচের চিত্রে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে।

সাধারণত RF প্রযুক্তি কর্মক্ষমতা বর্ণনা করতে ব্যবহৃত দুটি মূল পরামিতি হল:

• ডিভাইস Ft ("কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি"), যেখানে বর্তমান লাভ = 1, ডিভাইস চ্যানেলের দৈর্ঘ্যের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক, L
• ডিভাইস Fmax ("সর্বোচ্চ দোলন ফ্রিকোয়েন্সি"), যেখানে পাওয়ার লাভ = 1, Ft এর বর্গমূলের সমানুপাতিক, Cgd এবং Rg এর বর্গমূলের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক

TSMC RF প্রযুক্তি রোডম্যাপ নীচে দেখানো হয়েছে, বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন সেগমেন্টে বিভক্ত।

N6RF প্রক্রিয়াটি সিম্পোজিয়ামে হাইলাইট করা হয়েছিল - N16FFC-RF-এর সাথে একটি ডিভাইসের কর্মক্ষমতা তুলনা নীচে দেখানো হয়েছে।

N28HPC+RF এবং N16FFC-RC প্রক্রিয়াগুলিও সম্প্রতি বর্ধিতকরণ পেয়েছে – উদাহরণস্বরূপ, পরজীবী গেট প্রতিরোধের উন্নতি, Rg, হাইলাইট করা হয়েছে। লো-নাইজ এমপ্লিফায়ার (LNA) অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, TSMC তাদের SOI অফারগুলিকে 130nm এবং 40nm এ বিকশিত করছে।

• ULP/ULL প্রযুক্তি

IoT এবং এজ ডিভাইস অ্যাপ্লিকেশনগুলি আরও ব্যাপক হয়ে ওঠার পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছে, উন্নত ব্যাটারি জীবনের জন্য অতি-লো লিকেজ (ULL) স্ট্যাটিক পাওয়ার ডিসিপেশনের সাথে মিলিত খুব কম পাওয়ার ডিসিপেশন (ULP) এ কম্পিউটেশনাল থ্রুপুট বৃদ্ধির দাবি করে৷

TSMC ULP প্রসেস ভেরিয়েন্ট প্রদান করেছে – অর্থাৎ, খুব কম VDD সাপ্লাই ভোল্টেজে IP এর জন্য অপারেশনাল কার্যকারিতা। ডিভাইস/আইপি অপ্টিমাইজড থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ ব্যবহার করে TSMC ULL সমাধানও সক্ষম করেছে।

IoT (ULP/ULL) প্ল্যাটফর্মের একটি ওভারভিউ এবং প্রক্রিয়া রোডম্যাপ নীচে দেওয়া হল।

N12e প্রসেস নোডটি TSMC দ্বারা হাইলাইট করা হয়েছে, একটি এমবেডেড নন-ভোলাটাইল মেমরি টেকনোলজি (MRAM বা RRAM) একীভূত করা হয়েছে, যেখানে স্ট্যান্ডার্ড সেল কার্যকারিতা 0.55V পর্যন্ত নামিয়ে দেওয়া হয়েছে (SVT ডিভাইস ব্যবহার করে; কম Vt সেলগুলি নিম্ন VDD এবং উচ্চ লিকেজে সক্রিয় শক্তি সক্ষম করবে) . পাশাপাশি N12e SRAM IP-এর Vmin এবং স্ট্যান্ডবাই লিকেজ কারেন্ট কমাতে তুলনামূলক ফোকাস করা হয়েছে।

সারাংশ

সিম্পোজিয়ামে, TSMC HPC, IoT, এবং স্বয়ংচালিত প্ল্যাটফর্মগুলির জন্য নির্দিষ্ট অপ্টিমাইজেশন সহ বেশ কয়েকটি নতুন প্রক্রিয়া উন্নয়নের সূচনা করেছে। নতুন ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন স্ট্যান্ডার্ডের দ্রুত গ্রহণের সমর্থনে RF প্রযুক্তির উন্নতিও একটি ফোকাস। এবং, নিশ্চিত হতে, যদিও এটি সিম্পোজিয়ামে খুব বেশি জোর পায়নি, তবে উন্নত মূলধারার প্রক্রিয়া নোডগুলির জন্য একটি স্পষ্ট সম্পাদনের রোডম্যাপ রয়েছে - N7+, N5, এবং N3 - মধ্যবর্তী প্রকাশে প্রতিফলিত অতিরিক্ত অব্যাহত প্রক্রিয়া উন্নতি সহ নোড N6 এবং N4।

TSMC এর ডিজিটাল প্রযুক্তি রোডম্যাপ সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য, অনুগ্রহ করে এটি অনুসরণ করুন লিংক.

-চিপগুই

এর মাধ্যমে এই পোস্টটি ভাগ করুন: সূত্র: https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/tsmc/299944-highlights-of-the-tsmc-technology-symposium-2021-silicon-technology/