TSMC anunció a finales de 2021 una nueva variación de su proceso de 4 nm, basado en el de 5 nm, orientado a computación de alto rendimiento. Ese proceso es el N4X, y es uno que es capaz de proporcionar mayor corriente a los transistores durante más tiempo y de manera más estable haciendo varias modificaciones a la forma de crearse los chips. A pesar de esas modificaciones, mantiene la compatibilidad de desarrollo con el actual proceso N4P.
Este proceso ha entrado en producción de prueba siguiendo los planes previstos, aunque la producción en masa no tendrá lugar hasta el año que viene. Según TSMC, el N4X aporta al menos un 4 % más de rendimiento frente al N4P, por lo que puede haber diseños que consigan un rendimiento mayor. Lo consigue reduciendo a su vez la corriente de fuga y algunos cambios adicionales a la estructura de los transistores y condensadores. El resto de estructuras de este proceso litográfico es igual que las del N4P.
El diseño de los transistores está modificado para que permita mayores frecuencias de funcionamiento y mayores corrientes. Además, incluye condensadores metal-aislante-metal supercompactos que aportarán un adecuado suministro de energía en altas cargas, que es para lo que están pensados los procesos de computación de alto rendimiento. Además, ha modificado las capas metálicas o trasera de la línea (BEOL) que conecta las distintas capas para entregarlas energía, haciendo que puedan mover más frente al proceso N4P.
A su vez, los transistores diseñados para este proceso litográfico pueden ser de dos tipos. El primero es de de voltaje ultrabajo (uLVT) para chips que tengan que ser muy energéticamente eficientes, con reducciones de consumo de al menos un 21 % a misma frecuencia que el N4P. El segundo es de límite de voltaje extremadamente bajo para chips de altas frecuencias (eLVT), que permite frecuencias un 6 % mayores frente al N4P.
Vía: AnandTech.
