بنیاد CSET (مرکز امنیت و فناوری های نوظهور) به تازگی گزارشی جدید با عنوان «تراشه های هوش مصنوعی چه هستند و چرا اهمیت دارند» منتشر کرده و در آن مشغول بررسی قیمت فروش ویفر مخصوص تراشه ها شده است. این بنیاد پس از بررسی هایش متوجه شد لیتوگرافی پنج نانومتری TSMC به ویفرهای بسیار گران قیمتی نیاز دارد که تولید آن ها هزینه برتر از ویفرهای هفت نانومتری است.

بااین حال، CSET اعتقاد دارد که تراشه های پنج نانومتری محبوب هستند. بر اساس گزارش منتشرشده توسط این بنیاد، یک ویفر 300 میلی متری ساخته شده برپایه ی لیتوگرافی پنج نانومتری تقریبا 16٬988 دلار قیمت دارد. ویفری مشابه که برپایه ی لیتوگرافی هفت نانومتری ساخته شده باشد 9٬346 دلار فروخته می شود.

با استفاده از یک دای (Die) فرضی با مساحت تقریبا 600 میلی متر مربع (mm2) یعنی تقریبا هم اندازه ی دای Nvidia GA102 که در کارت های گرافیک GeForce RTX 3080 و RTX 3090 استفاده شده، قیمت هر دای به ازای تراشه ی هفت و پنج نانومتری به ترتیب تقریبا 233 و 238 دلار تخمین زده می شود. 

- 16 / 12 نانومتر ی 10 نانومتری 7 نانومتری 5 نانومتری
فصل و سال تولید انبوه سه ماهه ی سوم 2015 سه ماهه ی دوم 2017 سه ماهه ی سوم 2018 سه ماهه ی اول 2020 سرمایه گذاری به ازای ویفر تولیدشده در هر سال 11٬220 دلار 13٬169 دلار 14٬267 دلار 16٬746 دلار سرمایه ی مصرف شده به ازای ویفر تولیدشده در سال 2020 993 دلار 1٬494 دلار 2٬330 دلار 4٬235 دلار هزینه های جانبی و افزایش قیمت به ازای هر ویفر 2٬990 دلار 4٬498 دلار 7٬016 دلار 12٬753 دلار قیمت فروش به ازای ویفر 3٬984 دلار 5٬992 دلار 9٬346 دلار 16٬988 دلار قیمت فروش به ازای تراشه 331 دلار 274 دلار 233 دلار 238 دلار

در جدول بالا، معیار «قیمت فروش به ازای ویفر» به عنوان جمع بندی «هزینه های جانبی و افزایش قیمت به ازای هر ویفر» و «سرمایه ی مصرف شده به ازای هر ویفر تولیدشده در سال 2020» ارائه می شود؛ به بیانی دیگر «قیمت فروش به ازای ویفر» مجموع حاشیه ی سود، هزینه های مونتاژ و هزینه ی تخمینی توسعه را شامل می شود. درنتیجه معیار موردبحث، عددی را به صورت میانگین اعلام می کند و خود این عدد متعلق به بازه ی زمانی کوتاهی است. TSMC بسته به استراتژی های بلندمدت و شرایط بازار ممکن است قیمت واقعی فروش را کمتر یا بیشتر از اعدادی که در جدول بالا آمده اند تعیین کند.

در هر صورت جدولی که CSET تهیه کرده با دقت بالایی ارزش ویفرها را تخمین می زند و ایده ای اولیه درباره ی قیمت نهایی ویفر تراشه ها در ذهن ما ایجاد می کند. بر اساس همین جدول می توانیم نتیجه بگیریم محصولات پنج نانومتری که شامل تراشه ی به کاررفته در نسل بعد گوشی های سری آیفون می شود، قرار نیست ارزان تر از محصولات فعلی باشند. هزینه ی بالای ویفر پنج نانومتری تا حد زیادی به این حقیقت مربوط است که لیتوگرافی پنج نانومتری در ابتدای راه قرار دارد و قطعا در سال های آینده قیمتش کاهش پیدا می کند.

البته لیتوگرافی پنج نانومتری به برخی تجهیزات و راهکارهای ویژه نیاز دارد و همین موضوع باعث می شود استفاده از آن هزینه برتر باشد. لیتوگرافی پنج نانومتری تا حد زیادی بر تکنیک EUV (لیتوگرافی با استفاده از اشعه ی فرابنفش شدید) متکی است؛ گزارش های غیررسمی ادعا می کنند هر ابزار EUV بالغ بر 120 میلیون دلار قیمت دارد. ازلحاظ تئوری می توان حداکثر 14 لایه ی EUV را درون یک ویفر جای داد.

با وجود هزینه ی بالا، لیتوگرافی پنج نانومتری آینده ی درخشانی در پیش دارد و بهبودهای محسوسی در عملکرد تراشه ها اعمال می کند. تراشه ای پنج نانومتری که مصرف انرژی معادل یک تراشه ی هفت نانومتری داشته باشد، نسبت به آن تراشه ی هفت نانومتری 15 درصد سریع تر است. اگر دو تراشه ازلحاظ قدرت پردازشی شبیه هم باشند، تراشه ی پنج نانومتری به میزان 30 درصد انرژی کمتری نسبت به تراشه ی هفت نانومتری مصرف می کند. درکنار این ها گفته می شود تراشه های پنج نانومتری به طور کلی بازده بهتری دارند.