Quando si parla di processori moderni, i nanometri sono ovunque. "3nm", "4nm", "Intel 4" — i comunicati stampa abbondano di queste cifre. Il problema è che i nanometri non misurano più quello che misuravano una volta, e confrontare i processi produttivi di foundry diverse è diventato un esercizio di interpretazione più che di matematica.
Cosa misuravano i nanometri (e cosa misurano oggi)
Originariamente i nanometri indicavano la lunghezza del gate del transistor — la dimensione fisica più critica nel processo produttivo. Un processo da 90nm produceva transistor con gate da 90 nanometri. La correlazione era diretta.
Con il passaggio ai nodi sub-10nm questa correlazione si è rotta. Le dimensioni fisiche reali non corrispondono più ai nomi commerciali del processo. Un processo "3nm" di TSMC ha transistor con gate effettivi più grandi di 3nm — il numero è diventato un nome di marketing più che una misura fisica.
TSMC: il dominatore del mercato
Taiwan Semiconductor Manufacturing Company è la più grande foundry del mondo e produce chip per Apple, AMD, Nvidia, Qualcomm e decine di altri clienti. I suoi processi N5, N4, N3 e ora N2 sono considerati lo stato dell'arte dell'industria.
Il processo N3B — usato per i chip Apple A17 Pro e per i processori Arrow Lake di Intel — raggiunge la maggiore densità di transistor disponibile commercialmente. La sua variante N3E è ottimizzata per un migliore rapporto tra efficienza e costi di produzione.
Samsung: l'eterno inseguitore
Samsung Foundry è il principale concorrente di TSMC, ma ha sofferto di problemi di resa sui nodi più avanzati. Il processo 3GAE (Gate-All-Around Early) di Samsung è stato il primo al mondo a usare transistor GAA — una svolta architetturale significativa — ma i rendimenti iniziali erano bassi e diversi clienti si sono spostati su TSMC.
Samsung ha comunque clienti importanti come Qualcomm e produce i propri chip Exynos. La competizione con TSMC è reale anche se asimmetrica.
Intel Foundry: il ritorno alla produzione
Intel ha a lungo prodotto i propri chip internamente, ma ha sofferto un ritardo significativo quando ha cercato di passare al nodo 10nm. Il processo Intel 4 (il vecchio 7nm ribrandizzato) e l'attuale Intel 3 sono competitivi con i processi TSMC N4/N3, ma Intel è ancora un passo indietro sul nodo più avanzato.
La strategia di Intel prevede di aprire le proprie fab ai clienti esterni — diventando una foundry a tutti gli effetti in competizione con TSMC. I processi Intel 18A e Intel 14A promettono di usare tecnologie GAA e back-side power delivery, potenzialmente riportando Intel alla parità tecnologica con TSMC entro la fine del decennio.
Perché importa tutto questo
Il nodo produttivo determina tre cose fondamentali: la densità di transistor (quanta logica entra in un dato spazio), il consumo energetico (transistor più piccoli commutano con meno energia) e il costo per transistor. Tutti e tre impattano direttamente sulle prestazioni, sull'autonomia e sul prezzo finale dei dispositivi.
La concentrazione della produzione dei chip più avanzati in poche fab — principalmente a Taiwan — è anche diventata una questione geopolitica. I governi di USA, Europa e Asia stanno investendo miliardi per costruire capacità produttiva locale, ma costruire una fab all'avanguardia richiede anni e decine di miliardi di dollari.