Le tecniche di litografia dei chip si stanno sempre più avvicinando a limiti invalicabili; arrivati a un certo punto non sarà più possibile creare le microscopiche incisioni nei substrati dei chip proiettando le immagini di una maschera su un materiale fotosensibile, e per estendere la Legge di Moore si studiano nuovi modi per sfruttare raggi con una lunghezza d’onda ancor più piccola usando tecniche innovative come la litografia ultravioletta estrema, per consentire ai produttori di oltrepassare i limiti conosciuti delle attuali tecnologie per semiconduttori.
Ogni nanometro guadagnato fa crescere i costi di fabbricazione. TSMC ha annunciato di volere creare un nuovo centro di ricerca e sviluppo che dovrebbe essere completato entro il 2020, spiegando che assumerà 8000 ingegneri e tecnici che avranno il compito di raggiungere il processo produttivo dei 3nm, per ottenere prestazioni e consumi ridotti.
Nel 2016 alcuni ricercatori dimostrarono la possibilità di creare transistor da 1 nanometro. La struttura dei transistor elettrochimici è composta di alcune parti fondamentali incluse: canale, gate, drain e bulk. Il gate è una sorta di interruttore che consente di accendere o spegnere un transistor quando viene applicata una tensione. Sotto i 5 nanometri si verifica il quantum tunneling: senza entrare troppi dettagli, l’interruttore non funziona più e gli elettroni passano liberamente dal source al drain. La soluzione individuata dai ricercatori è disolfuro di molibdeno (MoS2), materiale che – in accoppiata a nuove tecniche fotolitografiche (usando nanotubi di carbonio) consente di realizzare gate con lunghezza inferiore a 5 nanometri
Nell’ultimo trimestre TSMC ha segnato numeri record, con un +12,6% di fatturato e il +13,5 di utili. Il valore di mercato, pari a 258 mld di dollari, ha superato quello di Intel, pari a 228 mld di dollari. Anche i fondi per le FAB sono simili a quelli spesi da Intel: tra i 14 e i 15 miliardi di dollari (15 per Intel). A tenere in ordine i conti non è solo il settore mobile ma anche clienti come AMD che con Zen2 e NAVI, sta occupando a tempo pieno gli slot produttivi.
