当前,商用芯片制造技术的最高水平是3纳米工艺,这一技术目前由台积电和三星掌握。与此同时,英特尔公司也在积极追赶,有望在2025年推出其18A工艺,尽管这并非1.8纳米工艺,但预计将与台积电和三星正在研发的2纳米工艺形成竞争。
最近,台积电公布了其2023年的年报,根据年报显示,在3nm制程中,N3E已经在2023年第四季度实现量产,N3P则有望在2024年下半年实现量产。而针对HPC应用的N3X,则预计在2024年接获客户投片。更先进的2nm制程N2,预计将在2025年实现量产。
在N3E完成量产后,台积电在最近的2024年台积电北美技术论坛上又再度披露了最新的制程技术A16(1.6nm),A16将结合台积电的超级电轨(Super PowerRail)构架与纳米片晶体管,超级电轨技术可以将供电网络移到晶圆背面,为晶圆正面腾出更多空间,从而提升逻辑密度和性能,让A16适用于具有复杂信号布线及密集供电网络的高效能运算(HPC)产品。
相较于N2P制程,A16在相同Vdd(工作电压)下,速度增快8-10%,在相同速度下,功耗降低15-20%,芯片密度提升高达1.10倍,以支持数据中心产品。不过目前台积电的N2P还没实现量产,此时提出A16,更多像是为自己造势,毕竟此前Intel就说自己会在2025年推出Intel 18A工艺,这将成为台积电2nm工艺的巨大竞争者。
而5nm制程中,N4X节点为面向HPC应用,在2023年下半年就接获投片;N4P RF节点则是面向射频应用,1.0版本的PDK也在2023年第四季度完成,台积电还宣布将推出先进的N4C技术,可以说是4nm的终极版本了。N4C延续了N4P技术,晶粒成本降低高达8.5%且采用门槛低,预计于2025年量产;最后一个是N5A节点,是目前车用最多的工艺节点,在2023年也已经接获投片。
更加成熟的7nm制程里,台积电也在不断提升打磨,N6e节点就是其中的代表,专为超低功耗设计,并且预计在2024年就能开始生产。
总结:台积电的A16工艺,作为其技术路线图中的新星,预示着半导体行业的未来发展方向。这一突破不仅巩固了台积电在芯片制造领域的领先地位,同时也为应对竞争对手如英特尔的挑战做好了准备。A16工艺的推出,将推动行业向着更高效、更节能的方向发展,为全球电子设备的性能提升和能效优化提供支持,我们可以预见,未来几年内,芯片制造行业将迎来更加激烈的技术竞赛和创新浪潮。。
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