台积电上周宣布,该公司将于今年晚些时候开始大批量生产其N3P制造工艺,这将是该公司一段时间内最先进的节点。明年的情况将变得更加有趣,因为台积电将拥有两种工艺技术,当它们在2025年下半年进入大批量生产(HVM)时,实际上可能会产生内部的相互竞争。


*台积电公布的芯片密度反映了由50%逻辑、30%SRAM和20%模拟组成的"混合"芯片密度。

**面积相同。

***速度相同。

生产节点包括N3X(3纳米级,注重极高性能)和N2(2纳米级)。台积电表示,与N3P相比,N3X芯片通过将Vdd从1.0V降至0.9V,可在相同频率下将功耗降低7%,在相同面积下将性能提高5%,或在相同频率下将晶体管密度提高约10%。同时,与前代产品相比,N3X的主要优势在于其1.2V的最高电压,这对于桌面或数据中心GPU等超高性能应用非常重要。

台积电的N2将是台积电首个使用全栅极(GAA)纳米片晶体管的生产节点,这将显著提高其性能、功耗和面积(PPA)特性。与N3E相比,在N3上生产的半导体可将功耗降低25%-30%(在晶体管数量和频率相同的情况下),将性能提高10%-15%(在晶体管数量和功耗相同的情况下),并将晶体管密度提高15%(在速度和功耗相同的情况下)。

就功耗和晶体管密度而言,N2肯定是台积电无可争议的冠军,但就性能而言,特别是在高电压下,N3X有可能向其发起挑战。对于许多客户来说,N3X还将因使用成熟的FinFET晶体管而受益,因此在2025年下半年,N2不会自动成为台积电最好的节点。

2026:N2P和A16

下一年,台积电将再次推出两个节点,分别针对大致相同的智能手机和高性能计算应用:N2P(性能增强型2纳米级)和A16(具有背面功率传输功能的1.6纳米级)。

与最初的N2相比,N2P的功耗有望降低5%-10%(速度和晶体管数量相同),性能提升5%-10%(功耗和晶体管数量相同)。同时,与N2P相比,A16的功耗最多可降低20%(速度和晶体管数相同),性能最多可提高10%(功耗和晶体管数相同),晶体管密度最多可提高10%。

考虑到A16具有增强的背面功率传输网络,它很可能成为注重性能的芯片设计人员的首选节点。当然,由于背面功率传输需要额外的工艺步骤,因此使用A16的成本会更高。