Op de recente IEDM-conferentie gaf TSMC een voorproefje van een procesroutekaart voor de volgende generatie chipverpakkingen die tegen 2030 meer dan een biljoen transistors kunnen bevatten. Dit valt samen met de langetermijnvisie van Intel. Dergelijke enorme aantallen transistors zullen worden bereikt door middel van geavanceerde 3D-verpakkingen met meerdere chipsets. Maar TSMC wil ook de complexiteit van monolithische chips vergroten en uiteindelijk een ontwerp van 200 miljard transistors op één chip bereiken.
Dit vereist dat TSMC de geplande N2-, N2P-, N1.4- en N1-knooppunten gestaag upgradet. Hoewel architecturen met meerdere chipsets momenteel aan populariteit winnen, is TSMC van mening dat de verpakkingsdichtheid en de onbewerkte transistordichtheid tegelijkertijd moeten toenemen. NVIDIA's GH100 GPU met 80 miljard transistors is een van de grootste chips die momenteel verkrijgbaar zijn, afgezien van het wafer-niveau-ontwerp van Cerebras.
De routekaart van TSMC roept echter op tot een meer dan verdubbeling van dat aantal, eerst met monolithische ontwerpen van meer dan 100 miljard transistors, en dan uiteindelijk 200 miljard. Naarmate de chipgrootte groter wordt, wordt de opbrengst uiteraard uitdagender. Daarom wordt geavanceerde verpakking van kleine chips van cruciaal belang.
Multi-chip moduleproducten zoals AMD's MI300X en Intel's PonteVecchio hebben tientallen chips geïntegreerd, waaronder 47 chips in PVC. TSMC overweegt deze uitbreiding uit te breiden naar chippakketten die meer dan een biljoen transistors huisvesten via CoWoS, InFO, 3D-stacking en vele andere technologieën.
Hoewel het groeitempo de laatste tijd is afgenomen, heeft TSMC er nog steeds vertrouwen in dat er doorbraken kunnen worden gerealiseerd op het gebied van verpakking en proces om aan de toekomstige dichtheidsbehoeften te voldoen. Voortdurende investeringen in gieterijen zorgen voor vooruitgang bij het ontsluiten van de halfgeleidercapaciteiten van de volgende generatie. Maar hoe agressief de routekaart ook is, de natuurkunde zal uiteindelijk de tijdlijn dicteren.