Cena 3NM TSMC 3NM wzrasta do 18 000 USD, potrocząc w ciągu dekady

Procesory smartfonów z serii A Apple ewoluowały od A7 (28 nm) do A18 Pro (3NM), zawierając więcej rdzeni, tranzystorów i funkcjonalności.Według Bena Bajarina, dyrektora generalnego i głównego analityka strategii kreatywnych, TSMC podniósł swoje ceny opłat w każdym nowym węźle.Cena Wafli wzrosła z 5000 USD za 28 nm waflów wykorzystywanych w procesorach A7 do 18 000 USD za 3NM Waflers zasilających procesory serii A17 i A18.

Ben Bajarin zauważył, że wraz ze wzrostem chipów z serii Apple, liczba tranzystorów stale rośnie-z 1 miliarda w A7 do 20 miliardów w A18 Pro.Trend ten jest logiczny, biorąc pod uwagę znaczny wzrost rdzeni i cech.W 2013 r. A7 zawierał dwa wysokowydajne rdzenie procesora i czterordzeniowy procesor graficzny.Do 2024 r. A18 Pro zawiera dwa rdzenie o wysokiej wydajności, cztery rdzenie wydajności, 16-rdzeniową NPU i sześciordzeniową GPU.

Procesory z serii A Apple są przeznaczone do smartfonów, a Bajarin podkreślił, że ich rozmiary żetonów pozostały stosunkowo spójne wśród pokoleń, od 80 do 125 milimetrów kwadratowych.Ta spójność wynika z postępu TSMC w technologii procesowej, które stale zwiększają gęstość tranzystora.

Najważniejsze ulepszenia gęstości tranzystorowej wystąpiły podczas wcześniejszych przejść procesu, na przykład od 28 nm do 20 nm, a następnie do 16 nm/14 nm.Jednak ostatnie procesy (N5, N4P, N3B, N3E) wykazały wolniejsze ulepszenia gęstości.Poprawę szczytowej gęstości zaobserwowano przy przypadku chipów A11 (N10, 10NM) i A12 (N7, 7NM klasy), z zyskami odpowiednio 86% i 69%.Nowsze układy, w tym A16 do A18 Pro, doświadczyły zauważalnego spowolnienia poprawy gęstości, głównie z powodu wolniejszego skalowania SRAM.

Pomimo malejących zysków z przyrostu gęstości, Bajarin podkreślił, że koszty produkcji wzrosły.Ceny opłat wzrosły z 5000 USD za A7 do 18 000 USD za A17 i A18 Pro, podczas gdy koszt za kwadratowy milimetr wzrósł z 0,07 do 0,25 USD - ponad trzykrotnie wzrost w ciągu ostatniej dekady.

Co gorsza dla Apple, ulepszenia wydajności najnowszych procesorów również spowolniły (z wyjątkiem serii A18 i M4), ponieważ osiągnięcie wyższej przepustowości instrukcji na cykl (IPC) dzięki najnowszemu architekturze stało się trudniejsze.Niemniej jednak Apple konsekwentnie udało się poprawić wydajność na wat z każdym pokoleniem.

Bajarin zauważył: „Ponieważ zyski IPC stają się coraz trudniejsze do osiągnięcia, maksymalizacja wydajności jest realną strategią poprawy wydajności na wadze, nawet wraz ze wzrostem kosztów związanych z obszarem”.

Według powszechnie cytowanych raportów branżowych TSMC sprzedaje nie tylko funkcjonalne wafle, ale także wadliwe wafle.Liczba produkowanych układów płytek zależy od wydajności produkcyjnej - wydajność wysokości powodują więcej układów na płytki, podczas gdy niższe plony oznaczają mniej układów.Fluktuacje wydajności znacząco wpływają na opłacalność waflów dla klientów.Jednak TSMC stara się osiągnąć określone cele wydajności przed rozpoczęciem produkcji.

Jeśli rzeczywiste plony znacznie spadną - na przykład od 10% do 15% - TSMC może oferować rekompensatę finansową lub rabaty dla dotkniętych klientów.Środki te mają na celu uspokojenie klientów co do niezawodności i wartości kosztownych płytek TSMC.

Jako klient Alpha dla najnowszych procesów TSMC, Apple jest w lepszej pozycji niż inni klienci w celu dostrojenia procesu produkcyjnego, zmniejszając gęstość defektów i poprawę wydajności.Ponadto plotki sugerują, że Apple jest jedynym klientem TSMC, który płaci za chip, a nie za płytki.Jeśli to prawda, ten układ wyróżnia Apple od innych klientów TSMC.