臺(tái)積電開始量產(chǎn)2nm芯片:首度采用GAA晶體管,性能提升10%~15%
關(guān)鍵詞: 臺(tái)積電 N2制程工藝 全環(huán)繞柵極 性能提升 量產(chǎn)

臺(tái)積電已開始量產(chǎn)N2(2nm級(jí))制程工藝芯片。正如臺(tái)積電在其2nm工藝網(wǎng)頁上發(fā)布聲明稱:“臺(tái)積電的2nm(N2)工藝已按計(jì)劃于2025年第四季度開始量產(chǎn)。”
從性能提升的角度來看,N2工藝旨在實(shí)現(xiàn)與N3E工藝相比,在相同功耗下性能提升10%~15%,功耗降低25%~30%,晶體管密度提升15%(適用于包含邏輯、模擬和SRAM的混合設(shè)計(jì))。對(duì)于純邏輯電路設(shè)計(jì),晶體管密度比N3E提升高達(dá)20%。
臺(tái)積電的N2工藝是該公司首個(gè)采用全環(huán)繞柵極(GAA)納米片晶體管的工藝節(jié)點(diǎn)。在這種結(jié)構(gòu)中,柵極完全環(huán)繞由堆疊的水平納米片形成的溝道。這種幾何結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了靜電控制,減少了泄漏,并能在不犧牲性能或能效的情況下實(shí)現(xiàn)更小的晶體管尺寸,從而最終提高了晶體管密度。此外,N2還在電源傳輸網(wǎng)絡(luò)中添加了超高性能金屬-絕緣體-金屬(SHPMIM)電容器。這些電容器的電容密度比之前的SHDMIM設(shè)計(jì)高出一倍,并將片電阻(Rs)和過孔電阻(Rc)分別降低50%,從而提高了電源穩(wěn)定性、性能和整體能效。
臺(tái)積電CEO魏哲家在10月份的公司財(cái)報(bào)電話會(huì)議上表示:“N2工藝進(jìn)展順利,有望在本季度晚些時(shí)候?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn),良率良好。我們預(yù)計(jì)在智能手機(jī)和高性能計(jì)算人工智能(HPC AI)應(yīng)用的推動(dòng)下,2026年產(chǎn)能將加速增長。”
值得注意的是,臺(tái)積電已開始在高雄附近的Fab 22工廠生產(chǎn)2nm芯片。此前,市場(chǎng)預(yù)期臺(tái)積電將在毗鄰其全球研發(fā)中心新竹Fab 20工廠開始提升N2制程的產(chǎn)能。Fab 20工廠的量產(chǎn)時(shí)間可能會(huì)稍晚一些。(校對(duì)/趙月)