فرارو- در اول آوریل 2025 (۱۲ فروردین ۱۴۰۴)، شرکت تایوانی TSMC (تی‌اس‌ام‌سی) پیشرفته‌ترین تراشه جهان با فناوری 2 نانومتر را معرفی کرد. انتظار می‌رود که تولید انبوه این تراشه از نیمه دوم سال میلادی (اواسط تابستان) آغاز شود و TSMC وعده داده که این فناوری گامی بزرگ در بهبود عملکرد و بهره‌وری باشد - تحولی که می‌تواند چهره فناوری را دگرگون کند.
به گزارش فرارو به نقل از ساینس الرت، ریزتراشه‌ها پایه و اساس فناوری امروزی هستند و در تقریباً تمام دستگاه‌های الکترونیکی، از مسواک برقی و گوشی‌های هوشمند گرفته تا لپ‌تاپ‌ها و لوازم خانگی یافت می‌شوند. ریزتراشه‌ها با لایه‌گذاری و حکاکی موادی مانند سیلیکون ساخته می‌شوند تا مدارهای میکروسکوپی حاوی میلیاردها ترانزیستور به دست بیاید.
این ترانزیستورها در واقع سوئیچ‌های کوچکی هستند که جریان الکتریسیته را مدیریت می‌کنند و عملکرد رایانه‌ها را ممکن می‌سازند. به طور کلی، هرچه تعداد ترانزیستورهای یک تراشه بیشتر باشد، سرعت و قدرت آن افزایش می‌یابد.
صنعت تراشه به طور مداوم در تلاش است تا ترانزیستورهای بیشتری را در فضای کوچکتری جای دهد، امری که منجر به تولید دستگاه‌های سریع‌تر، قدرتمندتر و کم‌مصرف‌تر می‌شود.
در مقایسه با پیشرفته‌ترین تراشه قبلی (3 نانومتر)، فناوری 2 نانومتری TSMC مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد. این مزایا شامل افزایش ۱۰ تا ۱۵ درصدی سرعت پردازش در همان سطح مصرف انرژی یا کاهش ۲۰ تا ۳۰ درصدی مصرف انرژی در همان سرعت پردازش است.
علاوه بر این، چگالی ترانزیستورها در تراشه‌های 2 نانومتری حدود ۱۵ درصد نسبت به فناوری 3 نانومتر افزایش یافته است. این پیشرفت به دستگاه‌ها امکان می‌دهد که سریع‌تر عمل کنند، انرژی کمتری مصرف کنند و وظایف پیچیده‌تر را به شکلی کارآمد مدیریت کنند.
صنعت تراشه تایوان ارتباط تنگاتنگی با امنیت این جزیره دارد و برخی از آن به عنوان «سپر سیلیکونی» یاد می‌کنند، چرا که اهمیت اقتصادی قابل توجه آن، آمریکا و متحدانش را ترغیب می‌کند تا از تایوان در برابر حمله احتمالی چین دفاع کنند.
TSMC اخیراً قراردادی ۱۰۰ میلیارد دلاری برای ساخت پنج کارخانه جدید در آمریکا امضا کرده است. با این حال، درباره امکان تولید تراشه‌های 2 نانومتری خارج از تایوان تردیدهایی وجود دارد، چرا که برخی مقامات نگران اثرات منفی این اقدام بر امنیت جزیره هستند.
شرکت TSMC که مخفف Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (شرکت تولیدکننده نیمه‌رسانای تایوان) است، در سال ۱۹۸۷ تأسیس شد و تراشه‌هایی مورد نیاز دیگر شرکت‌ها را تولید می‌کند. تایوان ۶۰ درصد از بازار جهانی برون‌سپاری تولید نیمه‌هادی‌ها (فاندری) را در اختیار دارد که بخش عمده آن تنها از سوی TSMC تأمین می‌شود.
تراشه‌های فوق پیشرفته TSMC توسط شرکت‌های مختلف و در طیف وسیعی از دستگاه‌ها استفاده می‌شوند. این شرکت پردازنده‌های سری A اپل را که در آیفون، آیپد و مک‌ها به کار می‌روند تولید می‌کند. همچنین واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) انویدیا را می‌سازد که در یادگیری ماشینی و کاربردهای هوش مصنوعی استفاده می‌شوند.
TSMC پردازنده‌های رایزن و اپیک AMD را نیز تولید می‌کند که در ابررایانه‌های سراسر جهان وجود دارند. علاوه بر این، پردازنده‌های اسنپدراگون کوالکام را می‌سازد که در گوشی‌های سامسونگ، شیائومی، وان‌پلاس و گوگل به کار می‌روند.
در سال ۲۰۲۰، TSMC فرآیند خاص کوچک‌سازی تراشه به نام فناوری 5 نانومتر FinFET را آغاز کرد که نقش مهمی در توسعه گوشی‌های هوشمند و محاسبات با کارایی بالا (HPC) ایفا کرد. HPC روشی است که در آن چندین پردازنده به طور همزمان روی مسائل پیچیده محاسباتی کار می‌کنند.
دو سال بعد، TSMC فرآیند کوچک‌سازی 3 نانومتر را بر پایه ریزتراشه‌های کوچکتر معرفی کرد. این فناوری موجب بهبود عملکرد و بهره‌وری انرژی شد. برای مثال، پردازنده سری A اپل بر اساس این فناوری ساخته شده است.
گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها و تبلت‌های مجهز به تراشه‌های 2 نانومتری می‌توانند از عملکرد بهتر و عمر باتری طولانی‌تری بهره‌مند شوند. این پیشرفت منجر به تولید دستگاه‌های کوچکتر و سبک‌تر خواهد شد، بدون آنکه از قدرت آنها کاسته شود.
بهره‌وری و سرعت تراشه‌های 2 نانومتری پتانسیل بهبود کاربردهای مبتنی بر هوش مصنوعی مانند دستیارهای صوتی، ترجمه همزمان و سامانه‌های رایانه‌ای خودکار (سامانه‌هایی که با حداقل ورودی اطلاعات توسط انسان یا حتی بدون آن کار می‌کنند) را دارد.
مراکز داده می‌توانند شاهد کاهش مصرف انرژی و بهبود قابلیت‌های پردازشی باشند که به اهداف پایداری محیط زیست کمک می‌کند. بخش‌هایی مانند خودروهای خودران و رباتیک نیز می‌توانند از افزایش سرعت پردازش و اتکاپذیری تراشه‌های جدید بهره ببرند که خود موجب می‌شود ایمن‌تر و عملی‌تر شوند و به طور گسترده‌تری مورد پذیرش و استفاده قرار بگیرند.
با وجود تمام این وعده‌ها و امیدها، تراشه‌های 2 نانومتری چالش‌هایی نیز به همراه دارند. اولین چالش مربوط به پیچیدگی فرآیند تولید است.
تولید تراشه‌های 2 نانومتری نیازمند تکنیک‌های پیشرفته‌ای مانند لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) است. این فرآیند پیچیده و پرهزینه، هزینه‌های تولید را افزایش می‌دهد و نیازمند دقت بسیار بالا است.
مشکل بزرگ دیگر مسئله گرمایش است. حتی با مصرف نسبتاً پایین‌تر، با کوچک‌شدن ترانزیستورها و افزایش چگالی، مدیریت انتقال حرارت به چالشی اساسی تبدیل می‌شود.
گرمای بیش از حد می‌تواند بر عملکرد و دوام تراشه تأثیر بگذارد. علاوه بر این، در چنین مقیاس کوچکی، مواد سنتی مانند سیلیکون ممکن است به محدودیت‌های عملکردی خود برسند و نیاز به کاوش مواد جدید باشد.
با این حال، قدرت محاسباتی بالاتر، بهره‌وری انرژی بهتر و امکان کوچک‌سازی که توسط این تراشه‌ها فراهم شده، می‌تواند دروازه‌ای به سوی عصر جدیدی از محاسبات مصرفی و صنعتی باشد.
تراشه‌های کوچکتر می‌توانند به پیشرفت‌هایی در فناوری آیند منجر شوند و دستگاه‌هایی ایجاد کنند که نه تنها قدرتمند هستند، بلکه کم‌حجم‌تر و سازگارتر با محیط زیست نیز خواهند بود.
