Victor Bianchin
RedatorVictor Bianchin é jornalista.
As GPUs de última geração para inteligência artificial (IA) que estão sendo projetadas por NVIDIA, AMD e Huawei, entre outras empresas, são um prodígio da tecnologia. No entanto, seu desempenho é profundamente condicionado pelas capacidades dos chips de memória com os quais trabalham. Isso porque as GPUs mais avançadas são tão rápidas que frequentemente precisam esperar até que a memória lhes entregue os dados necessários para continuar realizando cálculos.
Os chips de memória HBM4e (High Bandwidth Memory) buscam acabar de uma vez por todas com esse gargalo no hardware de IA. Os três maiores projetistas desse tipo de circuito integrado (Samsung, SK Hynix e Micron Technology) estão trabalhando em suas soluções HBM4e, sendo que as duas empresas sul-coreanas provavelmente entregarão as primeiras amostras a seus clientes na segunda metade de 2026. A empresa estadunidense Micron chegará um pouco depois: em 2027.
Atualmente, a SK Hynix lidera esse mercado com uma participação próxima de 70%, enquanto os 30% restantes são divididos entre Samsung e Micron Technology. No entanto, o futuro de suas memórias HBM4e não depende apenas dela. Para sustentar sua participação atual, a SK Hynix precisa produzir suas futuras memórias HBM4e em um nó litográfico de ponta e, segundo o DigiTimes Asia, decidiu jogar seguro: está avaliando a possibilidade de que a TSMC fique responsável por fabricar o núcleo dessas memórias em seu nó de 3 nm.
A aliança entre a SK Hynix e a TSMC é um movimento sísmico na indústria de IA
Tradicionalmente, os projetistas de chips de memória também eram responsáveis por fabricar seus próprios circuitos integrados. No entanto, a SK Hynix tem três bons motivos para deixar a produção de suas memórias HBM4e nas mãos da TSMC. O primeiro deles é que essa empresa taiwanesa fabrica as GPUs projetadas pelos principais clientes da SK Hynix; assim, se também ficar responsável pela produção da memória, a montagem final desses dois componentes utilizando o encapsulamento avançado COWOS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) se torna muito mais simples.
Além disso, a memória HBM4e precisa ser produzida com transistores extremamente pequenos e rápidos, e a cúpula da SK Hynix sabe que suas tecnologias atuais de integração não são tão avançadas quanto a litografia mais sofisticada da TSMC. Por fim, as memórias HBM4e não serão responsáveis apenas por armazenar informações; também poderão realizar operações básicas com os dados antes de entregá-los à GPU, com o objetivo de otimizar o desempenho do hardware de IA. Em certo sentido, essas memórias estarão mais próximas do que nunca dos processadores — e a TSMC tem muito mais experiência do que a SK Hynix na fabricação desse tipo de chip.
Seja como for, essa aliança traz um problema: o nó N3 da TSMC está absolutamente saturado. NVIDIA, Apple e outros clientes dessa empresa o monopolizam, o que faz com que a TSMC enfrente dificuldades muito sérias para atender à demanda. Na verdade, ela lida com esse problema desde que iniciou a fabricação de chips de 3 nm. Sua segunda geração dessa tecnologia de integração, conhecida como N3E, refinou a litografia N3B o suficiente para que o rendimento por wafer fosse perceptivelmente maior.
O N3E elimina algumas etapas do processo de transferência da litografia de ultravioleta extremo e reduz a densidade de transistores com o objetivo de minimizar os custos de fabricação e melhorar o rendimento por wafer. A terceira geração da litografia de 3 nm da TSMC se chama N3P. Ela se caracteriza por aumentar a densidade de transistores em 4% e sua velocidade em 5%, enquanto o consumo é reduzido entre 5% e 10% na mesma frequência de clock. Nada mal, diga-se de passagem.
Além disso, a litografia N3P é totalmente compatível com as regras de design da litografia N3E, de modo que NVIDIA, Apple e os demais clientes da TSMC podem migrar seus projetos de N3E para N3P praticamente sem precisar fazer nada. No entanto, apesar das melhorias que a TSMC introduziu em seus nós de fabricação de 3 nm, não há wafers suficientes para todos. Atualmente, não está claro como essa empresa taiwanesa vai lidar com a chegada da SK Hynix a esse nó. Presumivelmente, terá que maximizar o rendimento por wafer e aumentar sua capacidade de produção, mas isso não é nada simples. Esse é, sem dúvida, o maior desafio que a TSMC enfrenta, já que não pode deixar seus principais clientes na mão.
Imagem | Gerada por Xataka com Gemini
Este texto foi traduzido/adaptado do site Xataka Espanha.
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