Le prix de la plaquette de 3nm de TSMC monte à 18 000 $, triplant en une décennie
Ben Bajarin a noté que lorsque les puces A de la série A d'Apple ont progressé, le nombre de transistors a régulièrement augmenté - de 1 milliard de A7 à 20 milliards dans l'A18 Pro.Cette tendance est logique compte tenu de l'augmentation significative des noyaux et des caractéristiques.En 2013, l'A7 comportait deux cœurs de processeur haute performance et un GPU quad-core.D'ici 2024, l'A18 Pro intègre deux noyaux haute performance, quatre noyaux d'efficacité, un NPU à 16 cœurs et un GPU à six cœurs.
Les processeurs de la série A d'Apple sont conçus pour les smartphones, et Bajarin a souligné que leurs tailles de puces sont restées relativement cohérentes entre les générations, allant de 80 à 125 millimètres carrés.Cette cohérence est due aux progrès de la technologie des processus de TSMC, qui ont régulièrement augmenté la densité des transistors.
Les améliorations de la densité des transistors les plus significatives se sont produites au cours des transitions de processus antérieures, comme de 28 nm à 20 nm, puis à 16 nm / 14 nm.Cependant, les processus récents (N5, N4P, N3B, N3E) ont montré des améliorations de densité plus lentes.Les améliorations de densité de pointe ont été observées avec les puces A11 (N10, 10 nm) et A12 (N7, 7 nm), avec des gains de 86% et 69%, respectivement.Des puces plus récentes, y compris l'A16 à A18 Pro, ont connu un ralentissement notable des améliorations de la densité, principalement en raison de l'échelle SRAM plus lente.
Malgré la diminution des rendements des gains de densité, Bajarin a souligné que les coûts de production avaient augmenté.Les prix des plaquettes sont passés de 5 000 $ pour l'A7 à 18 000 $ pour les A17 et A18 Pro, tandis que le coût par millimètre carré est passé de 0,07 $ à 0,25 $, soit une augmentation de plus de trois fois au cours de la dernière décennie.
Pour aggraver les choses pour Apple, les améliorations des performances pour les derniers processeurs ont également ralenti (à l'exception de la série A18 et M4), car la réalisation d'instructions plus élevées par cycle (IPC) avec les dernières architectures est devenue plus difficile.Néanmoins, Apple a toujours réussi à améliorer les performances par watt à chaque génération.
Bajarin a fait remarquer: «Les gains IPC devenant plus difficiles à réaliser, la maximisation de l'efficacité est une stratégie viable pour l'amélioration de la performance par Watt, même si les coûts liés à la zone augmentent.»
Selon les rapports de l'industrie largement cités, TSMC vend non seulement des plaquettes fonctionnelles mais également des tranches défectueuses à ses clients.Le nombre de puces produites par tranche dépend du rendement de fabrication - les rendements plus élevés entraînent plus de puces par plaquette, tandis que les rendements inférieurs signifient moins de puces.Les fluctuations des rendements affectent considérablement la rentabilité des plaquettes pour les clients.Cependant, TSMC s'efforce de atteindre des objectifs de rendement spécifiques avant de commencer la production.
Si les rendements réels baissent de manière significative - de 10% à 15%, par exemple - TSMC peut offrir une rémunération financière ou des remises aux clients concernés.Ces mesures sont conçues pour rassurer les clients sur la fiabilité et la valeur des plaquettes à coût élevé de TSMC.
En tant que client Alpha des derniers processus de TSMC, Apple est en meilleure position que les autres clients pour affiner le processus de fabrication, réduisant la densité des défauts et améliorant le rendement.De plus, les rumeurs suggèrent qu'Apple est le seul client TSMC qui paie par puce plutôt que par tranche.Si cela est vrai, cet arrangement distingue Apple des autres clients TSMC.