TSMC se enrola com chips de 3 nm da Apple

A TSMC, companhia taiwanesa de semicondutores, é hoje uma das principais fabricantes de processadores ARM do mundo, tendo como clientes gigantes como AMD, Qualcomm, Nvidia e outras, mas sua principal fonte de renda é a Apple.

• TSMC, o mercado de chips e o Mercador de Veneza
• Apple pode priorizar telas da BOE, no lugar de Samsung e LG

Desde 2016, ela é a única fornecedora de chips para iPhones e iPads, desbancando a Samsung, e em 2020, assumiu a linha Mac com os processadores Apple Silicon, após a maçã chutar a Intel para fora de sua lista de fornecedores.

Cupertino é a cliente prioritária da TSMC, a primeira a receber seus novos designs em litografia, o que se aplicou às gerações de 5 e 4 nanômetros, e assim será com a de 3 nm, prevista para este ano com a linha iPhone 15 Pro/Pro Max e novos Macs. Porém, a fornecedora estaria enfrentando problemas em sua linha de produção, justamente para atender as altíssimas demandas da Apple.

TSMC e os chips de 3 nm

A TSMC está sendo vítima de seu próprio sucesso, por assim dizer. Por anos, a companhia de Taiwan investiu pesado para aprimorar seus processos de litografia e atender as exigências da Apple, a fim de assegurar uma cadeira fixa em sua lista de fornecedores. Vale lembrar que a maçã ficou anos mergulhada em um litígio com a Samsung, por cópias de designs dos dois lados, enquanto a gigante sul-coreana continuava como uma de suas principais fornecedoras, respondendo por vários componentes.

O então principal feudo da Samsung na Apple eram os SoCs AX e AXX para iPhones e Macs, no que a TSMC era a fornecedora secundária. Isso se manteve porque Cupertino levava o mantra da Experiência de Uso acima de tudo até as últimas consequências, e se isso significasse manter uma rival em sua folha de pagamento, que seja. Até que não fosse mais, claro.

Com o tempo, a Apple começou a dar preferência a outros fornecedores para se livrar da Samsung de vez, assim, a TSMC foi incentivada a investir em seus processos, e com o tempo, os seus chips começaram a apresentar um desempenho melhor que os da concorrente da Pior Coreia, e como resultado, a Sammy perdeu a boca; hoje ela só responde pela tela do iPhone (com a LG), mas mesmo isso não vai durar.

Ao mesmo tempo, a Apple se preparava para dar outro passo largo para dispensar um grande fornecedor, a Intel. Em 2005, a companhia anunciou a migração do Power PC para x86, saindo do RISC para CISC, porque na época, os designs da Intel eram considerados mais avançados e entregavam mais desempenho. 15 anos depois, a companhia voltou para o ARM com o mesmo discurso, graças às trapalhadas da fornecedora de processadores em miniaturizar seus designs.

Tendo em vista o excelente desempenho dos chips da parceira taiwanesa no iPhone e iPad, a Apple decidiu desenvolver ela própria um novo chip ARM/RISC, e se livrar da Intel no processo; três anos depois, estamos vendo agora um lento e tímido crescimento nas opções de PCs que usam a criação de Sophie Wilson, com fabricantes como Dell e Lenovo lançando seus primeiros produtos, com chips da Qualcomm também impressos pela TSMC. E sim, o Windows 11 suporta ARM desde sempre.

Hoje, a TSMC atende a quase totalidade de companhias fabless (que não imprimem seus próprios chips), como Apple, AMD e Qualcomm, mas também responde por parte da produção de outras manufaturas, como a Intel. Esta, por acaso, estava brigando com a maçã pela prioridade no design de 3 nanômetros, ainda que fosse para suas GPUs.

No fim das contas, a Intel deu para trás e Cupertino garantiu toda a produção dos wafers de 3 nm de 1.ª geração, mas a TSMC não contava com a notória exigência em excelência e qualidade de seu cliente. Miniaturização de componentes não é tão simples quanto parece, ainda mais quando nos aproximamos do limite teórico da litografia, que seria 1 nm, ou 1 átomo de distância entre os transístores.

Os designs de 3 nm de 1.ª geração da TSMC devem ser usados exclusivamente nos chips Apple A17 Bionic, que serão introduzidos nos iPhones 15 Pro e Pro Max, e nos processadores Apple M3, esperados para os Macs a serem lançados ainda em 2023 (os nomes dos processadores podem mudar, não há informes sobre a nomenclatura oficial).

Pois segundo um relatório recente, levantado pelo site EE Times, a TSMC estaria tendo dificuldades com as ferramentas usadas no processo de impressão dos chips, o que acaba impactando no desempenho final dos wafers. A Apple só paga pelos componentes plenamente funcionais, e atualmente, o rendimento de tudo o que foi produzido gira em torno de 55%. A companhia espera atingir 70% até o próximo semestre, e total desempenho apenas na primeira metade de 2024.

Note, a TSMC não tem para quem fornecer esses chips de capacidade inferior, que deverão ser despachados para a Apple mesmo assim, para atender a demanda. No entanto, Cupertino não tem que pagar um centavo por eles, no que o acordo prevê cobrança apenas pelos que entregam 100%.

É importante lembrar que o principal motivo da Apple ter fechado com a TSMC como fornecedora exclusiva de seus chips, se deve à excelência em performance que seus designs entregam frente às soluções da Samsung e Intel, mas consideremos a mudança de arquitetura, que é sempre um período complicado para as manufaturas; é possível que mesmo os chips de 3 nm com desempenho aquém do acordado entreguem mais do que os dos concorrentes, pois continuarão presos à litografia de 4 ou 5 nm por um bom tempo.

Em declaração recente, o CEO da TSMC C. C. Wei disse que o problema reside na alta demanda da Apple, que está complicando o processo de impressão dos wafers, e cita que os mesmos possuem "um rendimento melhor do que o esperado", algo com o que a maçã concorda.

Enquanto isso, a concorrência corre atrás. A Samsung anunciou o início da produção de chips de 3 nm em julho de 2022, 6 meses antes da TSMC, mas ainda não apresentou um processo estável de impressão; a Intel, por sua vez, fechou uma parceria com a ARM para a produção de chips mobile de 1,8 nm, no que os primeiros modelos devem chegar ao mercado no segundo semestre de 2024.

Fonte: EE Times