Tesla'nın yeni nesil yapay zeka işlemcisi AI5'in ABD'de üretileceği ve bu çipin hem TSMC hem de Samsung Foundry tarafından üretileceği bildirildi. Elon Musk'un bu kararı, Tesla'nın otomobillerden robotlara ve hatta veri merkezlerine kadar geniş bir alanda kullanılacak AI5 yongalarının bol miktarda bulunmasını sağlamayı amaçladığını gösteriyor.
Musk'un dikkat çekici bir başka açıklaması ise Samsung Foundry'nin Teksas'taki üretim tesisinin, Arizona'daki TSMC tesisinden daha gelişmiş olduğu yönünde oldu. Bu iddia, fabrika altyapısı olmayan bir çip tasarımcısı için oldukça ilginç.
Peki, Samsung'un Teksas'taki fabrikası ne kadar gelişmiş? TSMC'nin Arizona'daki tesisiyle karşılaştırıldığında neler sunuyor? Ve Tesla'nın merakla beklenen AI5 çipi, Samsung Foundry'nin sunduğu bu gelişmiş yeteneklere gerçekten ihtiyaç duyacak mı?
Daha Fazla AI5 İşlemcisi, Daha Fazla Performans
Elon Musk'a göre, Tesla'nın AI5 işlemcisi AI4'ten önemli ölçüde daha gelişmiş olacak. Şirketin bu işlemcileri ürün gamında yaygın olarak kullanmayı planlaması, bolluk sağlamayı hedeflediği anlamına geliyor.
Musk, bu hafta yatırımcılarla yapılan bir kazanç toplantısında, "AI5'in kazanacağına ve bir sonraki yapay zeka performansı seviyesini sunacağına eminim. Bu nedenle hem Samsung'un hem de TSMC'nin AI5'e odaklanması mantıklı," dedi.
Musk'un önceki açıklamalarına dayanarak, AI5'in önemli miktarda güç tüketen (zirvede 800W'a kadar) devasa bir işlemci olduğu anlaşılıyor. Görüntü sinyali işleme veya grafik işleme gibi temel IP'lerin eksikliği, maksimum performans ve maliyet verimliliği için düşük hassasiyetli tensör hesaplama donanımına alan bırakıyor. Yüksek güç tüketimine rağmen, AI5'in 'yarım retikül' boyutunda, yani yaklaşık 430mm²'lik bir alana sığması, ne çok büyük ne de çok küçük olduğu anlamına geliyor.
Tesla'nın AI5 nesil sistem-on-çip'inin (SoC mi, yoksa çoklu çiplet SiP mi yoksa bir ürün serisi mi olduğu bilinmiyor) tam yapılandırması bilinmiyor; sadece Arm CPU çekirdekleri ve bol miktarda Tesla'ya ait donanım içerdiğini biliyoruz.
Bu nedenle, AI5'in güç tüketimi (800W'a karşı 140W), grafik ve görüntü işleme yeteneklerinin olmaması ve otomobillerden robotlara ve veri merkezlerine kadar uzanan geniş uygulama alanı yelpazesi göz önüne alındığında, AI5'in teknik detaylarını kesin olarak belirlemek zor.
Musk, "Eğer otomobiller ve robotlar için fazla AI5 işlemcimiz olursa, onları her zaman veri merkezlerimize koyabiliriz," diye ekledi. "Zaten veri merkezlerimizde eğitim için AI4 kullanıyoruz. Yani Nvidia donanımıyla birlikte bir kombinasyon kullanıyoruz. Açık olmak gerekirse Nvidia'yı hemen değiştirmeyeceğiz, ancak AI4 ve Nvidia donanımını birlikte kullanıyoruz. AI5'teki fazla üretimi de her zaman veri merkezlerimizde kullanabiliriz."
Musk, iki gelişmiş üreticiyi ve henüz belirlenmemiş iki gelişmiş üretim düğümünü kullanarak karmaşık bir çipi çift kaynak yapma kararı için ana nedenlerden biri olarak büyük hacimleri gösterse de, belki de bir başka neden, Samsung Foundry'nin ABD'deki fabrikasını, AI6 üretimini tamamen (veya belki de tamamen değil) SF'ye atamadan önce 'hazırlamak' olabilir, ancak Musk bunu reddetti.
Daha İyi Ekipman mı?
Musk ayrıca Samsung'un Teksas'taki Taylor fabrikasının ekipmanları hakkında, TSMC'nin Arizona'daki Fab 21 faz 1'inden daha gelişmiş olduklarına dair olağandışı bir yorumda bulundu.
Musk, "Teknik olarak, Samsung fabrikası [Teksas'ta] TSMC fabrikasından [Arizona'da] biraz daha gelişmiş ekipmana sahip. Bu [AI5 çipler], ABD'de üretilecek [...] TSMC tarafından Arizona'da, Samsung tarafından Teksas'ta," dedi.
Samsung'un Teksas'taki Taylor fabrikası, Samsung Foundry'nin SF2 teknolojisine kadar çeşitli üretim teknolojilerinde çip üretmek üzere tasarlandı. SF2, daha önce SF3P olarak adlandırılıyordu ancak diğer SF3 serisi düğümlere göre performans avantajları nedeniyle şirket, 2nm sınıfı ligine dahil etmeye karar verdi. Ancak, SF2'nin Intel Foundry'nin 18A'sı ve TSMC'nin N2'si ile rekabet edip edemeyeceği henüz görülmedi, ayrıca SF2'nin kaç EUV katmanı kullandığı gibi diğer detaylar hala bir sır.
Samsung Foundry'nin Teksas'taki Taylor fabrikasının tam yapılandırmasını bilmesek de, 2026-2027'deki üretim başlangıç zamanlaması göz önüne alındığında, 3nm sınıfı işlem teknolojilerinde çip üretmek üzere tasarlandığını varsayabiliriz. Bu nedenle Samsung'un fabrikasını SF2P, SF2X, SF2A ve belki de SF2Z (arka taraftan güç dağıtımı ile) için donattığını bekleyebiliriz, ancak bu resmi olarak doğrulanmadı.
Bununla birlikte, 3nm sınıfı çipler üretebilen bir fabrika, 5nm ve 4nm sınıfı üretim düğümlerinde çip üretmek üzere tasarlanmış TSMC'nin Arizona'daki Fab 21 faz 1'inden daha gelişmiştir. Dolayısıyla, TSMC'nin Fab 21'i tasarım gereği Samsung'un gerisinde kalıyor. Ayrıca, Samsung'un önde gelen işlem teknolojilerinin 2022'den beri (SF3 ile) kapı-etrafı (GAA) transistörlerine dayandığını unutmamak gerekir. Bu, özel üretim araçları gerektirir.
TSMC'nin Fab 21 faz 1'i 2020-2024 yılları arasında tasarlanıp donatıldı (muhtemelen TSMC'nin 1. nesil ABG uyumlu fabrikalarının planlarına dayanıyor). Bu, ASML'nin daha yeni Twinscan NXE:3800E litografi sistemlerinin piyasaya sürülmesinden önemli ölçüde önceydi, bu nedenle fab, saatte 160 wafer'ı 30 mJ/cm² dozda işleyebilen Twinscan NXE:3600D makineleriyle donatılmış durumda.
Buna karşılık, Samsung Foundry'nin Teksas'taki Taylor fabrikası şu anda donatılıyor, bu nedenle tahmin edecek olursak, Samsung'un Teksas'taki fabrikasını daha gelişmiş Twinscan NXE:3800E ile donattığını hayal edebiliriz. Bu sistem, saatte 220 wafer'ı 30 mJ/cm² dozda işleyebiliyor. ASML tarayıcılarının yükseltilebilir olduğunu ve teorik olarak TSMC'nin gerekli görmesi halinde kullandığı araçların performansını artırabileceğini unutmamak gerekir.
Samsung Foundry'nin Teksas'taki Taylor fabrikası, GAA transistörlere dayanan çipler üretmeyi amaçladığı için, denenmiş ve test edilmiş FinFET transistörlerle IC'ler üretmek üzere tasarlanmış TSMC'nin Fab 21 faz 1'inden daha önemli farklılıklar içeriyor.
GAA transistörler, hem aşındırma hem de biriktirme işlemlerinde tamamen yeni bir karmaşıklık seviyesi getiriyor, çünkü mimarileri tek bir dikey fin'i, geçici bir silikon-germenyum (SiGe) katmanıyla ayrılmış birden çok istiflenmiş yatay nanosheet ile değiştiriyor. Her katman, bitişik silikon kanallara zarar vermeden seçici olarak aşındırılması gereken geçici bir silikon-germenyum (SiGe) katmanıyla ayrılır.
Bu, malzemeyi bir seferde bir veya iki angstrom ile aşırı seçicilik ve yönlülükle çıkarabilen atomik katman aşındırma (ALE) araçları gerektirir. Bu sistemler ayrıca 300mm wafer'larda neredeyse mükemmel homojenlik sağlamalıdır, çünkü hafif bir aşındırma bile ultra ince nanosheet'leri çökertebilir veya pürüzlendirebilir. TSMC'nin Fab 21 faz 1'inde bu tür araçlara pek ihtiyacı olmasa da, Samsung'un Taylor fabrikasında bunlara ihtiyacı var.
Biriktirme tarafında, uyumlu atomik katman biriktirme (ALD) ve seçici epitaksi cihaz performansının anahtarıdır. Bir GAA cihazındaki gate, her nanosheet'i tamamen sarar ve dar olukların derinliklerindeki bile tüm yüzeylerde deliksiz, homojen metal ve dielektrik filmler gerektirir. Bunları üretmek için çip üreticilerinin, yüksek-k dielektriklerin (örneğin, HfO₂) ve metal gate katmanlarının (TiN, Ru, Mo) neredeyse mükemmel adım kapsama alanı ile angstrom altı kontrol sağlayan araçlara ihtiyacı var.
Ek olarak, seçici epitaksiyel biriktirme sistemleri, nanosheet yığınını atomik ölçekte kalınlık hassasiyetiyle oluşturan alternatif Si/SiGe çoklu katmanlarını büyütür. Birlikte, bu gelişmiş aşındırma ve biriktirme sistemleri, 3nm düğüm ve ötesinde GAA transistörleri güvenilir bir şekilde üretmek için gereken hassasiyeti ve işlem kararlılığını sağlar. Ancak, GAA transistörleri TSMC'nin N4 veya N5 işlemleri için gerekli değildir. TSMC'nin GAA transistörleri, 1.6nm sınıfı 16A işlemiyle piyasaya sürmesi bekleniyor.
Samsung'un Teksas'taki Taylor fabrikası, TSMC'nin Fab 21 faz 1'inden en az bir üretim düğümü önde olduğu için, farklı ölçüm ve denetim araçlarına da sahiptir. Fab 21 faz 1, muhtemelen 2010'ların sonu ve 2020'lerin başından kalma standart bir araç setine sahip. Bu nedenle, hat içi ölçüm/denetim yığını, 4nm ve 5nm düğümlerine göre ayarlanmış üst üste bindirme/CD saçılım ölçümü, optik wafer denetimi ve e-beam incelemesinden oluşuyor. Buna karşılık, Samsung'un Teksas'taki fabrikası, wafer'lar arasında angstrom altı kontrol ve homojenliği sağlamak için çok açılı saçılım ölçümü, X-ışını ve e-beam veya hatta çoklu e-beam ölçümü gibi yeni nesil araçlar kullanıyor.
Ancak Tesla AI5 Bu Gelişmiş Araçlara İhtiyaç Duyuyor mu?
Fabrikalar arasındaki farklar bir kenara, akla başka bir soru geliyor: Tesla'nın AI5 çipi, Samsung Foundry'nin Teksas'taki fabrikasının sunabileceği gelişmiş araçları gerektiriyor mu? AI5 hakkında yeterli spesifik bilgi olmadığı için kesin bir cevap vermek zor. İşlemcinin 2026'nın başlarında piyasaya sürülmesi bekleniyordu, ancak Tesla bunu 2026 sonuna erteledi. Musk'un geçen hafta açıkladığı gibi, donanım hala geliştirme aşamasında ve üretime hazır değil, bu nedenle üretimden hala bir yıldan fazla zaman var.
Musk, "Tesla tarafından tasarlanan AI5 çipinin inanılmaz bir tasarım olduğunu düşünüyorum. Son birkaç aydır her hafta sonu AI5 üzerinde çalışan çip tasarım ekibiyle birlikteyim," dedi. "Kolay kolay övgü dağıtmam ama şunu söylemeliyim ki, Tensör çip ekibinin gerçekten inanılmaz bir çip tasarladığını düşünüyorum. Bu, bazı metriklerde AI5 çipinin AI4 çipinden 40 kat daha iyi olmasını sağlayacak. Yüzde 40 değil, 40 kat. Çünkü tüm yazılım ve donanım yığını hakkında detaylı bir anlayışa sahibiz."
Tesla, AI5'i bu Kasım ayında üretime hazır hale getirirse, seri üretime en erken Aralık 2026'da başlayabilir. Daha gerçekçi bir zaman çizelgesi muhtemelen 2027'nin başlarıdır.
Her durumda, Samsung'un Taylor fabrikasının 2026 yılı içinde çip üretimini artırmaya başlaması bekleniyor, bu nedenle 2026 sonu veya 2027 başı itibarıyla AI5 için hazır olacaktır. TSMC'ye gelince, 3nm uyumlu Fab 21 faz 2 yalnızca 2027'nin ikinci yarısında faaliyete geçecek. Dolayısıyla, Tesla'nın 2026 sonu veya 2027 başından itibaren TSMC ve Samsung Foundry'den AI5'i çift kaynak yapmayı planlaması durumunda, muhtemelen Arizona'daki TSMC'nin N5A'sına ve muhtemelen Teksas'taki SF4A üretim sürecine güvenecektir.
Teorik olarak Tesla SF2A'yı kullanabilir, ancak 2027'nin başlarında büyük işlemciler için hazır olmasını beklemiyoruz, bu nedenle SF4A daha olasıdır, çünkü o zamana kadar olgun bir otomotiv sınıfı üretim teknolojisi olacaktır. Dahası, aynı çipi 5nm sınıfı bir işlem teknolojisinde ve Samsung'un SF2'sinde yapmak pek mantıklı değil, çünkü nihai silikon farklı güç, termal ve performans özelliklerine sahip olacaktır.
Daha Hızlı Üretim mi?
Tesla'nın AI5'inin neredeyse kesinlikle FinFET transistörlere dayanacağı göz önüne alındığında, Samsung'un Teksas'taki fabrikasında bulunacak daha gelişmiş araçlardan pek fayda sağlamayacağı, bu da Musk'ın yorumunu AI5 işlemcisi için büyük ölçüde önemsiz kılacağı düşünülüyor.
Belki de SF'nin fabrikasının Tesla'nın AI5'i için ana avantajı, Fab 21 faz 1'de kullanılan öncüllerine göre saatte %40 daha fazla wafer işleyebilen Twinscan NXE:3800E litografi sistemleridir. Bu potansiyel olarak döngü süresini kısaltabilir ve/veya çıktıyı artırabilir. Ancak, tüm fabrika genelindeki gerçek döngü süresi iyileştirmesi çok daha küçüktür, çünkü ABG pozlaması yüzlerce adımdan oluşan bir işlemin sadece bir parçasıdır.
Biriktirme, aşındırma, denetim ve temizleme gibi diğer araçlar, toplam wafer döngü süresini domine eder ki bu da 5nm sınıfı ürünler için yaklaşık 12 haftadır. Bu nedenle, en iyi ihtimalle, daha yeni ASML araçları toplam wafer döngü süresini %5-10 oranında azaltabilir, ancak öncüllerine göre performans avantajları döngü süresinde %40'lık bir azalmaya dönüşmeyecektir.
Özetle, Musk'ın Samsung Foundry'nin Teksas'taki Taylor'da yapımı devam eden fabrikasının TSMC'nin Fab 21 faz 1'inden 'daha gelişmiş' olduğu yönündeki yorumu teknik olarak doğrudur, ancak Tesla'nın acil üretim ihtiyaçları için büyük ölçüde önemsizdir.
