台积电1.6纳米技术问世,再次领跑全球!

芯片界有话说 2024-04-27 10:03:42

台积电(TSMC)近日宣布推出其领先的1.6纳米制程技术,这一新型A16制造工艺标志着公司首次进入埃级生产节点,并宣称将远远超越其前身N2P。这项技术的最显著创新之一是其背面电力输送网络(BSPDN)。

与台积电的2纳米级节点(N2、N2P和N2X)一样,该公司的1.6纳米级制造工艺将依赖于栅极全能(GAA)纳米片晶体管,但与当前和下一代节点不同的是,这款节点采用了被称为超级电源导轨的背面供电技术。

与台积电的N2P相比,晶体管和BSPDN的创新实现了显著的性能和效率提升:新节点在相同电压下承诺提高10%的时钟速率,在相同频率和复杂性下降低15%至20%的功耗。此外,根据实际设计,新技术还可将晶体管密度提高7%至10%。

台积电在2024年北美技术研讨会上宣布的A16工艺的最重要创新是引入了超级电力轨道(SPR),这是一种复杂的BSPDN技术,专门为人工智能(AI)和高性能计算(HPC)处理器设计。后置功率传输是许多即将到来的制程技术中的重要趋势,因为它能够提高晶体管密度并改善功率传输,从而影响性能。

在这一领域有几种实现BSPDN的方法,而台积电的超级电源导轨采用特殊工艺,将背面电源输送网络引入到每个晶体管的源极和漏极之间,同时减少了电阻,以实现最大程度的性能和功率效率。从生产的角度来看,这是目前最复杂的BSPDN实现之一,甚至比英特尔的Power Via技术更为复杂。

台积电此次选择实施后置电源导轨技术可能是因为此举会大幅增加生产节点的成本,这也可能是其未将此功能添加到N2P和N2X工艺技术的原因之一。此外,通过提供具备GAA纳米片晶体管和SPR技术的1.6纳米级节点,以及仅具备GAAFETs技术的2纳米级节点,台积电现在将拥有两个不同的节点,它们之间不会直接竞争,但可为不同客户提供独特优势。

据A16的生产时间表显示,A16将于2026年下半年开始量产,因此预计真正基于A16制造的产品可能在2027年首次亮相。这一时间表使得A16有望与英特尔的14A节点直面竞争,后者将是英特尔当时最先进的节点。

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