Oczywiście część tego zagadnienia jest bardzo oczywista. Samo zaprojektowanie procesora to długi i żmudny proces, który wymaga zaawansowanego sprzętu i grupy naprawdę dobrze opłaconych pracowników. W cenie każdej jednostki musi więc być zawarta rekompensata za ten sprzęt, czas i wypłacone wynagrodzenia, oraz kwestie logistyki. Sam krzem, mimo że tani, to wymaga dość kosztownego procesu minimalizowania ilości defektów w sieci krystalicznej, które są spowodowane między innymi obecnością pojedynczych atomów innego pierwiastka. To jednak dopiero początek kosztów.
Dlaczego procesory są tak drogie?
CSET (The Center for Security and Emerging Technologies) opublikowało nowy raport, który rzuca na ten problem światło dzienne z perspektywy produkcji samych układów. Warto jednak zaznaczyć, że dotyczy on głównie procesu 5 nm, jednak przy wejściu nowych rozwiązań na przestrzeni lat te początkowo również dużo kosztowały. Według wyliczeń badaczy proces 5 nm TSMC wymaga wyjątkowo drogich wafli krzemowych, które nie są tańsze w przeliczeniu na jeden układ niż 7 nm. Wyjaśnijmy jednak, o co chodzi z tymi waflami: otóż są to okrągłe krzemowe płyty o średnicy 300 mm, w których znajdują się wydrukowane, powielone układy. Jak przy świeżych znaczkach pocztowych. Dopiero potem pojedyncze procesory są z nich wykrawane.
Zobacz też: Xperia Play 2 istniała! Zobacz anulowany prototyp Sony Ericssona
Według modelu CSET pojedyncza 300 mm płytka zbudowana na procesie 5 nm kosztuje około 16 988 dolarów. Podobna płytka zbudowana na węźle 7 nm kosztuje podobno 9 346 dolarów. Używając teoretycznej matrycy o powierzchni około 600 mm², w przybliżeniu równej wielkości procesora graficznego Nvidia GA102 użytego wewnątrz RTX 3080 i RTX 3090, obliczono, że koszt takiego układu wynosi odpowiednio 233 USD i 238 USD, dla procesów 7 nm i 5 nm. Mowa tu natomiast o samym układzie obliczeniowym. Natomiast na kartę graficzną składa się wiele więcej modułów. Nic więc dziwnego, że są one tak drogie.
No dobrze, ale czemu to tyle kosztuje?
Cena wafli krzemowych obliczana jako suma pozostałych kosztów i narzutu za produkt oraz kapitału zużytego na wafel krzemowy przetworzony w 2020 roku. Jest to więc suma marż zysku, kosztów montażu i szacunkowych kosztów rozwoju. Wysokie koszty produkcji 5 nm są w dużej mierze konsekwencją ich nowości, a z czasem staną się one tańsze. Proces 5 nm wymaga jednak pewnych wyjątkowych zabiegów, które sprawiają, że jest on droższy od poprzednika. Jest on w dużym stopniu uzależniony od technik EUV, czyli ekstremalnej litografii ultrafioletowej. Warto podkreślić, że każde narzędzie EUV kosztuje 120 mln USD. Jedna płytka może mieć nawet czternaście warstw EUV. Jak widać, produkcja procesorów to bardzo droga zabawa. Nic więc dziwnego, że jej produkty również do tanich nie należą.
Źródło: TechSpot