Riassunto:
Mentre la domanda di intelligenza artificiale e chip informatici ad alte prestazioni continua ad esplodere, TSMC sta accelerando l'espansione della capacità di produzione di processi avanzati. Le ultime notizie sulla catena di fornitura mostrano che TSMC prevede di espandere ulteriormente la propria capacità di produzione di processi a 2 e 3 nanometri nel 2027. Il tasso di espansione di 2 nanometri sarà significativamente superiore a quello di 3 nanometri. Si prevede che entro la metà del 2027 la capacità di produzione mensile di 2 nanometri salirà a circa 110.000 wafer, mentre la capacità di produzione mensile di 3 nanometri raggiungerà circa 210.000 wafer.
Secondo il piano attuale, la capacità di produzione mensile di TSMC a 2 nanometri dovrebbe essere di circa 90.000 pezzi entro la fine del 2026, mentre la sua capacità di produzione mensile a 3 nanometri raggiungerà circa 180.000 pezzi. Entro la metà del 2027 la capacità produttiva dei due processi avanzati aumenterà rispettivamente fino a 110.000 pezzi e 210.000 pezzi. In confronto, la capacità produttiva di 2 nm aumenterà di circa il 22% e quella di 3 nm sarà di circa il 16%.
Ciò significa che TSMC sta accelerando in modo significativo l'incremento della sua capacità di processo a 2 nm. Sebbene il processo a 2 nm sia ancora un processo di nuova generazione appena entrato nella fase di produzione di massa, la domanda del mercato è cresciuta più rapidamente di quella a 3 nm, costringendo TSMC a investire maggiori risorse per soddisfare gli ordini dei clienti.
Il processo a 2 nanometri di TSMC è entrato ufficialmente nella fase di produzione di volumi elevati nel quarto trimestre del 2025. La società ha precedentemente affermato che il processo ha un buon tasso di rendimento iniziale e si prevede che raggiungerà una rapida espansione della produzione nel 2026. 2nm adotta una struttura di transistor a nanosheet, che è un nodo importante per TSMC per promuovere ulteriormente l'evoluzione dell'architettura dei transistor dopo FinFET.
Rispetto al precedente processo a 3 nanometri, uno dei maggiori cambiamenti tecnici nel processo a 2 nanometri è il passaggio da FinFET a GAA, che è una struttura a transistor con gate surround. Facendo in modo che il gate circondi più completamente il canale, la capacità del transistor di controllare il flusso di corrente può essere ulteriormente migliorata e si può ottenere un migliore equilibrio tra prestazioni, consumo energetico e densità del transistor.
Attualmente, la tecnologia a 2 nm è diventata uno dei processi avanzati più importanti di TSMC nei prossimi anni. Apple è considerata uno dei primi grandi clienti ad adottare il processo a 2 nanometri di TSMC. I chip high-end utilizzati nella nuova generazione di iPhone sono già entrati in questa era di processo. Poiché altre grandi società di progettazione di chip, oltre ad Apple, stanno gradualmente passando ai 2 nm, si prevede che TSMC dovrà affrontare una pressione crescente sulla capacità produttiva.
La domanda di chip IA è un altro fattore chiave che guida l'espansione della capacità di produzione di processi avanzati. Negli ultimi anni, NVIDIA, AMD e altri produttori di chip AI hanno continuato a lanciare acceleratori più complessi e prodotti informatici ad alte prestazioni. Questi prodotti richiedono l'utilizzo dei processi produttivi più avanzati per migliorare le prestazioni di calcolo riducendo al contempo il consumo energetico per unità di potenza di calcolo.
Rispetto a 3 nm, la scala di capacità di 2 nm è ancora inferiore al momento, ma TSMC spera ovviamente di espanderla il prima possibile a un livello sufficiente per acquisire più clienti. Secondo il piano attuale, la capacità produttiva mensile di 2 nm raggiungerà i 110.000 pezzi entro la metà del 2027. Sebbene questo numero sia ancora inferiore ai 210.000 pezzi da 3 nm, il divario tra i due ha cominciato a ridursi.
Allo stesso tempo, TSMC non ha rallentato la sua espansione della produzione a 3 nanometri. Si prevede che entro la metà del 2027 la capacità produttiva mensile a 3 nanometri raggiungerà circa 210.000 pezzi. TSMC sta espandendo le capacità di produzione a 3 nanometri in molteplici basi di produzione a Taiwan e fuori Taiwan. Tra questi, anche la seconda fabbrica di wafer in Arizona, negli Stati Uniti, prevede di adottare il processo a 3 nanometri e si prevede che inizierà la produzione di massa nella seconda metà del 2027.
Anche la base produttiva di TSMC nel sud di Taiwan sta aggiungendo capacità produttiva di 3 nm. L'azienda ha precedentemente annunciato che aggiungerà una nuova fabbrica di wafer da 3 nanometri nel Tainan Science Park e che dovrebbe avviare la produzione di massa nella prima metà del 2027. Inoltre, anche la seconda fabbrica di wafer giapponese a Kumamoto prevede di utilizzare il processo a 3 nanometri e si prevede che inizierà la produzione di massa nel 2028.
L'avanzato layout del processo in Arizona, USA, è una parte importante della strategia di produzione globale di TSMC. Oltre al primo stabilimento che ha avviato la produzione, è stata completata anche la costruzione del secondo stabilimento e si prevede di avviare la produzione di massa a 3 nm nella seconda metà del 2027. Ciò amplierà ulteriormente le capacità di fornitura di 3 nm di TSMC e consentirà di completare la produzione di chip avanzati direttamente negli Stati Uniti.
Per espandere ulteriormente la capacità produttiva a 3 nm, TSMC sta inoltre adeguando alcune apparecchiature di produzione esistenti a Taiwan e convertendo le apparecchiature originariamente utilizzate per il processo a 5 nm alla produzione a 3 nm. In questo modo, TSMC può aumentare più rapidamente la produzione di wafer di processo avanzato senza fare affidamento interamente su nuove fabbriche.
Questo adeguamento della capacità riflette anche la mutevole struttura della domanda del mercato dei chip. Negli ultimi anni la crescita del mercato degli smartphone è rallentata e la domanda di processi maturi per alcuni chip di telefoni cellulari entry-level e di fascia media è diminuita, mentre l’intelligenza artificiale, il calcolo ad alte prestazioni e gli smartphone di fascia alta hanno continuato ad aumentare la domanda di processi avanzati. Pertanto, la conversione di alcune vecchie apparecchiature di processo in nodi più avanzati può migliorare l’efficienza di utilizzo delle risorse dell’intero sistema produttivo.
TSMC si trova attualmente ad affrontare non solo pressioni sulla capacità di produzione di wafer, ma anche l'imballaggio avanzato è diventato un anello importante che limita la fornitura di chip AI. Poiché gli acceleratori IA richiedono un'integrazione su larga scala con la memoria HBM a larghezza di banda elevata, la domanda di tecnologie di packaging avanzate come CoWoS è cresciuta rapidamente negli ultimi anni. TSMC sta inoltre continuando ad espandere la propria capacità di produzione di imballaggi avanzati per evitare di essere limitata dal processo di confezionamento dopo aver aumentato la propria capacità di produzione di wafer.
Nei prossimi anni, il percorso dei processi avanzati di TSMC continuerà ad avanzare verso nodi più piccoli. L’azienda ha iniziato a promuovere il processo A14 da 1,4 nanometri e prevede di raggiungere la produzione di massa nel 2028. Recenti notizie sulla catena di fornitura si sono persino diffuse secondo cui TSMC potrebbe ulteriormente anticipare la produzione di prova e i tempi di produzione di massa del processo da 1,4 nm, ma il calendario specifico dipende ancora dal progresso della costruzione della fabbrica e dallo sviluppo del processo.
Allo stesso tempo, 2nm non rimarrà alla versione iniziale. TSMC ha pianificato processi derivati a 2 nm come N2P e ha lanciato ulteriormente A16. N2P migliorerà ulteriormente le prestazioni e il consumo energetico in base all'N2 originale, mentre A16 introduce la tecnologia di alimentazione posteriore Super Power Rail di TSMC, che è più adatta per calcoli ad alte prestazioni e chip con percorsi di segnale complessi e elevata densità di alimentazione.
Dal punto di vista dell'intera tendenza del settore, TSMC sta attualmente formando uno scaglione di processi avanzati continui composto da 3 nanometri, 2 nanometri e 1,4 nanometri in futuro. Nei prossimi anni la tecnologia 3nm continuerà a intraprendere attività di produzione di chip avanzati su larga scala, mentre la tecnologia 2nm diventerà gradualmente il nodo di produzione principale per processori per smartphone di punta, acceleratori di intelligenza artificiale e chip informatici ad alte prestazioni.
Il tasso di crescita della capacità produttiva di 2 nm supera quello di 3 nm, il che dimostra anche che TSMC sta riallocando il capitale e le risorse produttive in base alla domanda del mercato. Si prevede che entro il 2027, man mano che il tasso di rendimento di 2 nm continua a migliorare e sempre più prodotti dei clienti entrano nella produzione di massa, la percentuale di capacità produttiva di questo processo aumenterà ulteriormente.
Se l'attuale piano di espansione verrà implementato senza problemi, TSMC avrà una capacità di produzione mensile di circa 110.000 wafer da 2 nm e 210.000 wafer da 3 nm entro la metà del 2027. Per l’industria globale dei semiconduttori, che sta vivendo un boom nella costruzione di infrastrutture IA, ciò amplierà in modo significativo la portata dell’offerta dei chip logici più avanzati e consoliderà ulteriormente la posizione di leader di TSMC nella produzione di processi avanzati.
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