臺(tái)積電2nm芯片終于來了,功耗降低30%!?
當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月16日,晶圓代工巨頭臺(tái)積電在北美召開了2022年臺(tái)積電技術(shù)研討會(huì)。不僅公布了臺(tái)積電下一代的2nm制程技術(shù)的部分細(xì)節(jié)信息,同時(shí)還透露,通過在中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸和日本建設(shè)新晶圓廠或擴(kuò)產(chǎn),預(yù)計(jì)到2025年,臺(tái)積電的成熟制程的產(chǎn)能將擴(kuò)大約50%。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月16日,晶圓代工巨頭臺(tái)積電在北美召開了2022年臺(tái)積電技術(shù)研討會(huì)。不僅公布了臺(tái)積電下一代的2nm制程技術(shù)的部分細(xì)節(jié)信息,同時(shí)還透露,通過在中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸和日本建設(shè)新晶圓廠或擴(kuò)產(chǎn),預(yù)計(jì)到2025年,臺(tái)積電的成熟制程的產(chǎn)能將擴(kuò)大約50%。
臺(tái)積電2nm工藝細(xì)節(jié)曝光:功耗降低30%,2025年量產(chǎn)在此次2022年臺(tái)積電技術(shù)論壇上,臺(tái)積電首度公布了其下一代先進(jìn)制程N(yùn)2(即2nm制程)的部分技術(shù)指標(biāo):相較于其N3E(3nm的低成本版)工藝,在相同功耗下,臺(tái)積電2nm工藝的性能將提升10~15%;而在相同性能下,臺(tái)積電2nm工藝的功耗將降低23~30%;晶體管密度僅提升了10%。
需要指出的是,臺(tái)積電N3E制程的晶體密度似乎要比N3(3nm)減少約8%,但仍比臺(tái)積電N5(5nm)提升了30%,其優(yōu)勢(shì)在于,相比N3減少了4層EUV 光罩,使N3e將成為臺(tái)積電更具成本及生產(chǎn)效率優(yōu)勢(shì)的重要節(jié)點(diǎn)。這也是為什么,臺(tái)積電N2相比N3E所帶來的性能的提升幅度和功耗降低的幅度,均低于N3E相比N5的提升。在晶體管架構(gòu)方面,臺(tái)積電N2終于拋棄了FinFET(鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管),采用了全新的納米片晶體管架構(gòu)(Nanosheet),即臺(tái)積電版的GAAFET(環(huán)繞柵極晶體管)。
6月17日,臺(tái)積電研發(fā)資深副總經(jīng)理米玉杰在臺(tái)積電硅谷技術(shù)研討會(huì)上表示,公司將在2024年引進(jìn)ASML高數(shù)值孔徑極紫外光(high-NA EUV)光刻機(jī),以開發(fā)客戶所需的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和圖案化解決方案。不過,米玉杰在發(fā)布會(huì)上沒有透露,臺(tái)積電在購入該設(shè)備之后,何時(shí)會(huì)在制程研發(fā)中使用。
高數(shù)值孔徑EUV光刻機(jī)是第二代EUV光刻工具,更高數(shù)值的孔徑意味著更小的光線入射角度,也意味著能夠用來制造尺寸更小、速度更快的芯片。高數(shù)值孔徑EUV是當(dāng)前最先進(jìn)的EUV光刻機(jī),目前只有ASML能夠生產(chǎn)。盡管臺(tái)積電業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總經(jīng)理張曉強(qiáng)稱,臺(tái)積電2024年還不準(zhǔn)備運(yùn)用新的高數(shù)值孔徑EUV工具生產(chǎn),引進(jìn)的光刻機(jī)將主要用于與合作伙伴的研究,但臺(tái)積電此次成功引進(jìn)最先進(jìn)的光刻機(jī),無疑將進(jìn)一步鞏固自身在先進(jìn)制程研發(fā)方面的領(lǐng)先地位。
作為制造芯片最先進(jìn)的設(shè)備,光刻機(jī)的先進(jìn)程度直接決定了芯片的制程工藝。ASML發(fā)言人稱,更高的光刻分辨率將允許芯片縮小170%,同時(shí)密度增加2.9倍。未來比3納米更先進(jìn)的工藝將極度依賴高NA EUV光刻機(jī)。正是因?yàn)橹挥蠥SML才能生產(chǎn)EUV光刻機(jī),ASML的利潤(rùn)較為可觀。此前,ASML發(fā)布2021財(cái)年最新財(cái)報(bào)稱,公司2021年凈銷售額為186億歐元,同比增長(zhǎng)35%;凈利潤(rùn)59億歐元,同比增長(zhǎng)63.9%。此次臺(tái)積電從ASML公司引進(jìn)這一最先進(jìn)的光刻機(jī),將對(duì)臺(tái)積電在先進(jìn)制程的研發(fā)產(chǎn)生較大幫助。
臺(tái)積電能夠成長(zhǎng)為全球芯片制造技術(shù)最先進(jìn)、芯片代工市場(chǎng)份額最高的晶圓企業(yè),肯定也不一般,也是從激烈競(jìng)爭(zhēng)中沖出來的,并且也一直面臨著其他企業(yè)的追趕。之前臺(tái)積電領(lǐng)先的各方面跨度較大,一直以來非常淡定。然而,如今盡管在芯片代工產(chǎn)能上優(yōu)勢(shì)很大,但在制造技術(shù)上開始面臨激烈挑戰(zhàn),錯(cuò)失一步都難以再領(lǐng)先。不過,臺(tái)積電也早有準(zhǔn)備,已在多方面進(jìn)行了布局,最大程度的保障領(lǐng)先的地位。在建廠上。
臺(tái)積電剛在中國(guó)臺(tái)灣建成四座新晶圓廠,又宣布再建四座晶圓廠,都是為了生產(chǎn)3 nm級(jí)高端芯片,8個(gè)新晶圓廠每個(gè)耗資都在100億美元左右。盡管臺(tái)積電在美、日建廠,但先進(jìn)芯片廠依然在本土,外媒表示這相當(dāng)于承認(rèn)了。還有三星去爭(zhēng)取EUV,臺(tái)積電也不擔(dān)心。因?yàn)槟壳癆SML出貨的143臺(tái)EUV,臺(tái)積電已獲一半左右,基數(shù)非常大。并且如今EUV產(chǎn)能開始放緩,一季度共出貨3臺(tái)。