近期,半導(dǎo)體制造巨頭臺積電在北美技術(shù)研討會上分享了其下一代芯片制造技術(shù)的最新進(jìn)展,透露了關(guān)于2納米(N2)工藝及后續(xù)技術(shù)的詳細(xì)信息。
據(jù)悉,臺積電計劃在今年下半年正式投入量產(chǎn)其N2芯片。這是該公司首次采用全環(huán)繞柵極(GAA)納米片晶體管技術(shù),標(biāo)志著臺積電在芯片制造技術(shù)上邁出了重要一步。N2工藝作為臺積電全新的工藝技術(shù),采用了創(chuàng)新的納米片或環(huán)繞柵極設(shè)計,旨在進(jìn)一步提升芯片的性能和能效。
目前,臺積電的N3系列(即3納米工藝)已經(jīng)包含了量產(chǎn)的N3和N3E版本,并且還在規(guī)劃推出N3P、N3X、N3A以及N3C等多個衍生版本。而N2工藝作為臺積電下一代的核心技術(shù),相較于前代技術(shù),能夠在保持相同功耗的情況下實現(xiàn)10%-15%的速度提升,或者在保持相同速度的情況下降低20%-30%的功耗。與現(xiàn)有的N3E工藝相比,N2工藝的性能提升了10%-15%,功耗降低了25%-30%,同時晶體管密度也增加了15%。
臺積電還透露,N2工藝的晶體管性能已經(jīng)接近預(yù)期目標(biāo),256Mb SRAM模塊的平均良率超過了90%。隨著N2工藝逐漸進(jìn)入量產(chǎn)階段,其工藝成熟度也將不斷提升。臺積電預(yù)計,在智能手機(jī)和高性能計算應(yīng)用的推動下,2納米技術(shù)的流片數(shù)量在投產(chǎn)初期將超過3納米和5納米技術(shù)。
在N2工藝的基礎(chǔ)上,臺積電還推出了N2P作為N2系列的進(jìn)一步優(yōu)化版本。N2P將在N2的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升性能和功耗表現(xiàn),并計劃于2026年投入生產(chǎn)。而在N2P之后,臺積電將進(jìn)入更為先進(jìn)的A16(即1.6納米)節(jié)點(diǎn)。
A16工藝的核心技術(shù)特點(diǎn)之一是采用了超級電軌架構(gòu),也稱為背面供電技術(shù)。這種創(chuàng)新技術(shù)通過將供電網(wǎng)絡(luò)移至晶圓背面,釋放了更多的正面布局空間,從而提升了芯片的邏輯密度和整體效能。據(jù)臺積電介紹,與N2P相比,A16在相同電壓和設(shè)計條件下可以實現(xiàn)8%-10%的性能提升;在相同頻率和晶體管數(shù)量下,功耗則能降低15%-20%,密度提升范圍為1.07-1.10倍。A16工藝特別適合用于信號路由復(fù)雜且供電網(wǎng)絡(luò)密集的高性能計算(HPC)產(chǎn)品,計劃于2026年下半年開始量產(chǎn)。
臺積電表示,通過推出N2、N2P、A16及其相關(guān)衍生產(chǎn)品,將進(jìn)一步鞏固其在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位,為未來的增長奠定堅實基礎(chǔ)。