TSMC는 500곳의 고객을 보유한 세계 최대의 파운드리입니다. 2021년 CapEx 예산을 250~280억 달러로 크게 늘렸으며 제조 용량과 R&D에 3년 동안 1000억 달러를 투자하는 계혹의 일환으로 300억 달러를 더했습니다.
300억 달러 투자의 80%는 3nm, 4nm, 5nm, 6nm, 7nm 같은 고급 기술의 용량 확장에 사용합니다. 대부분은 N5를 한달에 110000~120000장의 웨이퍼를 생산하는데 씁니다. CapEx의 10%는 고급 패키징과 마스크 제작, 다른 10%는 성숙 노드의 커스텀 버전에 사용합니다.
TSMC는 2020년 중반에 5nm 공정의 양산을 가장 먼저 시작했습니다. 처음에는 애플과 하이실리콘이었으나 하이실리콘의 납품은 9월 14일에 중단됐습니다. 더 많은 고객이 N5를 사용할 예정입니다. AI 가속기, CPU, GPU, FPGA, NPU, SoC 등의 다양한 HPC 제품이 있습니다. N5는 1제곱mm에 1억 7천만 트랜지스터 밀도를 지니며 밀도가 가장 높은 공정 기술입니다. 삼성 파운드리의 5LPE는 1억 2500만에서 1억 3천만, 인텔은 1억 정도입니다. TSMC는 클럭이나 전력을 향상한 N5P도 준비 중입니다.
N5의 개선판은 N4입니다. 2022년에 대량 생산됩니다. N5보다 전력, 성능 면적이 향상되지만 설계 공정과 인프라, IP 등은 유지됩니다. 2022년에는 N3도 나옵니다. n5보다 10~15% 정도 성능이 오르고 전력 사용량은 25~30% 개선되며 트랜지스터 밀도는 아날로그 1.1배, SRAM 1.2배, 로직 1.7배 늘어납니다. EUV 레이어의 수도 늘어나지만 DUV는 계속해서 유지합니다. 또 FinFET를 계속 사용하기에 기존의 전자 설계 자동화 툴을 유지합니다. 삼성은 3GAE에서 GAAFET/MBCFET로 바꾸면서 설계와 IP를 새로 만들어야 합니다.
N3 이후에는 아마도 N2일 겁니다. 새로운 종류의 트랜지스터를 사용합니다.