Pada Simposium Teknologi Amerika Utara 2024, TSMC merinci kemajuan dan rencananya untuk node teknologi 2nm, termasuk teknologi NanoFlex yang inovatif. Sesuai rencana TSMC, perusahaan akan memulai produksi massal chip pada teknologi proses N2 pada paruh kedua tahun 2025. Sementara itu, N2P TSMC – node kelas 2nm Generasi ke-2 milik perusahaan – tidak akan menawarkan jaringan pengiriman daya bagian belakang. Namun, node 2nm masih memiliki sirkuit daya yang lebih baik dibandingkan dengan proses 3nm.
Teknologi manufaktur N2 TSMC yang akan datang menjanjikan kemajuan signifikan dibandingkan proses fabrikasi N3E yang ada, dengan peningkatan kinerja yang diharapkan sebesar 10% hingga 15% dan pengurangan konsumsi daya sebesar 25% hingga 30%. Selain itu, transisi ke node N2 diperkirakan akan meningkatkan kepadatan chip sekitar 1,15 kali lipat, yang merupakan peningkatan yang signifikan. Secara total, keluarga N2 TSMC diharapkan mencakup setidaknya tiga node: vanilla N2, N2P yang ditingkatkan kinerja, dan N2X berorientasi HPC.
Semua teknologi proses N2 TSMC akan mengandalkan transistor nanosheet gate-all-around (GAA) yang memungkinkan pembuat chip meningkatkan lebar saluran untuk meningkatkan kinerja atau menguranginya untuk menurunkan konsumsi daya. Hal ini memberikan banyak fleksibilitas bagi perancang chip dan pabrikan, tetapi TSMC melangkah lebih jauh dengan keluarga N2 dan teknologi NanoFlex-nya.
NanoFlex memungkinkan perancang chip untuk memadukan dan mencocokkan sel standar dari berbagai perpustakaan (performa tinggi, daya rendah, kepadatan tinggi) dalam blok yang sama, mengoptimalkan kinerja chip, daya, dan karakteristik area. Node produksi N3 TSMC sudah mendukung teknologi FinFlex, memberikan kemampuan serupa, tetapi semuanya bekerja sangat berbeda dengan transistor nanosheet GAA karena alasan yang jelas. TSMC mengatakan kita dapat mengharapkan kinerja hingga 15% lebih tinggi dengan desain yang disesuaikan, meskipun ini tentu saja merupakan skenario terbaik.
Namun TSMC telah merevisi beberapa fitur teknologi fabrikasi N2P miliknya. Bertentangan dengan pengumuman sebelumnya, N2P tidak akan menggabungkan jaringan penyaluran listrik bagian belakang, melainkan memilih mekanisme penyaluran listrik konvensional. Keputusan ini mengalihkan integrasi penyaluran daya canggih tersebut ke node generasi mendatang, khususnya A16 dan A14.
Peningkatan besar lainnya pada node N2 adalah integrasi kapasitor logam-isolator-logam (SHPMIM) berkinerja super tinggi. Kapasitor baru ini menawarkan kepadatan kapasitas lebih dari dua kali lipat dan mengurangi resistansi lembaran dan tembus sebesar 50%, dibandingkan dengan pendahulunya, kapasitor logam-isolator-logam super-kepadatan tinggi (SHDMIM) yang diperkenalkan beberapa tahun lalu. Pengenalan SHPMIM akan sangat meningkatkan stabilitas penyaluran daya, sehingga mengoptimalkan kinerja dan konsumsi daya.
Secara umum, N2 TSMC berada di jalur yang tepat, dan dengan A16 yang akan hidup berdampingan dengan N2P, perusahaan akan memiliki beberapa penawaran yang cukup kompetitif di tahun-tahun mendatang.