De volgende cijfers kloppen: een fabriek met procesmogelijkheden van 2 nanometer zou ongeveer 28 miljard dollar kunnen kosten. In feite zullen de kosten van het gehele 2nm-ontwikkelings- en productieproces stijgen omdat de tools complexer zullen zijn en het benodigde talent duurder zal zijn.

Volgens gegevens van adviesbureau IBS heeft een halfgeleiderfabriek met 2 nm-procesmogelijkheden een maandelijkse productiecapaciteit van 50.000 wafers (of WSPM) en kost deze ongeveer 28 miljard dollar. Dit is 8 miljard dollar meer dan de kosten van een 3nm-waferfabriek en illustreert de exponentiële groei van de bedrijfsuitgaven nu de halfgeleiderindustrie overgaat op chips van de volgende generatie.

Om precies te zijn: 2 nm-chips zullen ongeveer 50% meer kosten dan 3 nm-processors, aldus IBS, wat betekent dat bedrijven als Apple $ 30.000 zullen moeten uitgeven om een ​​enkele 300 mm-wafel te verwerken als ze de komende jaren het N2-productieproces van TSMC gaan toepassen. Er kan echter enige speelruimte in deze cijfers zitten, waardoor de verwachte hoge kosten van deze chips mogelijk worden verlaagd.

Halfgeleiderbedrijven kunnen in feite verschillende benaderingen hanteren en een reeks ontwerpbeslissingen nemen tijdens de pre-constructie-, constructie- en exploitatiefasen die een aanzienlijke impact zullen hebben op de uiteindelijke kosten van de fabriek. EDA-tools op het gebied van kunstmatige intelligentie kunnen bijvoorbeeld een redder in nood zijn, omdat ze processen stroomlijnen en de kosten helpen verlagen.

De kosten voor chipontwikkeling zijn altijd hoog geweest. Uit IBS-gegevens blijkt dat voor de ontwikkeling van software alleen al 314 miljoen dollar nodig is, terwijl voor de verificatie 154 miljoen dollar nodig is. Bovendien vereist het ontwerpen van chips op het 2nm-knooppunt professionele talenten, en deze talenten zijn schaars. Bovendien is er een toename in het gebruik van fotolithografie, een proces dat wordt gebruikt om patronen op het oppervlak van een chip te creëren.

Hoe kleiner de kenmerken op een chip, hoe nauwkeuriger het fotolithografieproces moet zijn, waardoor de kosten van de apparatuur en materialen die in het proces worden gebruikt, stijgen. Dus hoe zit het met de $28 miljard kostende 2-nanometerfabriek? De reden voor het kostenverschil van $8 miljard is dat om een ​​productiecapaciteit van 50.000 WSPM te behouden, een toename van het aantal EUV-lithografiegereedschappen nodig is.

Maar zelfs IBS geeft toe dat er nuances achter de cijfers zitten en dat het landschap van chipontwerp voortdurend verandert. Er wordt geschat dat het een bedrijf 725 miljoen dollar zou kosten om een ​​grote chip van 2 nanometer helemaal opnieuw te bouwen. Maar dit werd gedaan door een bedrijf zonder reeds bestaand intellectueel eigendom, en de realiteit is dat veel halfgeleiderbedrijven, vooral startups, efficiëntere strategieën nastreven.

IBS wees er ook op dat de rol van EDA-tools voor kunstmatige intelligentie bij het ontwerpen van chips steeds belangrijker wordt, en dat het het proces kan vereenvoudigen en de kosten kan verlagen door complexe ontwerpprocessen te automatiseren en de chipprestaties te optimaliseren.