11月30日消息,作为半导体晶圆代工领域的龙头企业,台积电的技术发展路线无疑备受业界瞩目。随着制程工艺逐步逼近1纳米节点,人们不禁要问:半导体制造是否还能持续突破?答案或许就藏在台积电最新公布的技术路线图中。
在近日举行的开放创新平台生态系统论坛上,台积电披露了未来数年的逻辑工艺技术蓝图。以2025年为重要节点,当前量产的FinFET技术路线涵盖3纳米工艺平台,包括N3、N3E、N3P、N3X及N3C等多个版本。
引人注目的是,2纳米节点将开始采用Nanosheet晶体管技术,这标志着GAA环绕栅极晶体管架构正式进入量产阶段。今年实现量产的N2工艺将率先应用于AMD基于Zen6架构的EPYC处理器,预计明年度正式投放市场。
后续还将推出N2P与N2X工艺,但在二者之间将插入A16+SPR工艺节点。SPR代表台积电自主研发的背面供电技术Super Power Rail,与Intel的PowerVia技术相比存在显著差异。从技术层面来看,台积电的方案更为先进,不过具体效果仍需等待量产后的实际验证。

A16 SPR实际上是最初规划的2纳米工艺,但在研发过程中历经多次调整。台积电决定将GAA晶体管与背面供电技术错开量产,而非像三星、Intel那样在同一代工艺中同时实现。
随后的A14节点将成为一次重大技术革新,届时GAA晶体管与背面供电技术将实现完美融合,预计在性能表现和能效控制方面都会有更出色的成绩。

台积电此次公布技术路线图,旨在向业界展示其持续创新的实力。未来数年,台积电将保持每年更新制程工艺的节奏,且每一代技术在性能和能效方面都将实现稳定提升,这无疑给客户吃下了一颗定心丸。
以2018年的7纳米节点N7工艺为基准,后续每一代工艺在相同功耗下性能提升幅度基本维持在15-18%区间,而在同性能下的功耗则大幅降低。从N7到N3,每代工艺功耗降低超过三分之一,而从N3到未来的A14工艺,每代功耗降幅约为四分之一。
相较于N7工艺,台积电透露A14工艺在相同功耗下可实现83%的性能提升,能效比更是达到3.2倍的显著进步。
这意味着从2018年到2028年的十年间,芯片制程工艺的性能提升幅度约为80%。这个数据该如何看待?如果仍以摩尔定律为标准,显然会令人失望。但行业内部都很清楚,28纳米节点之后摩尔定律已逐渐失效,能够实现80%的性能提升实属不易。
回顾2018年,采用N7工艺的代表作品是苹果A12处理器,最高主频仅2.5GHz,晶体管数量69亿颗。而当前的A18 Pro处理器已能实现4GHz主频,集成200亿晶体管。距离未来的A14节点还有两三代工艺的差距,业界期待届时能够实现5GHz主频、300亿晶体管级的芯片规模。

