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在全球半导体产业持续向高性能与节能方向发展的背景下,台积电(TSMC)于近期在IEEE国际电子器件会议(IEDM)上公布了其最新的2纳米(N2)制造工艺技术的重要细节。这一技术不仅在晶体管密度、功耗和性能等方面取得了显著的进展,也为未来的高性能计算与智能设备的发展奠定了基础。
台积电在大会上首先介绍了N2工艺与上一代3纳米(N3)工艺相比的优势。新工艺在相同电压下,功耗可以降低24%至35%,性能提升约15%,而晶体管密度则提高达1.15倍。这些令人瞩目的改进主要归功于新型环绕栅极(GAA)纳米片晶体管及其先进的N2NanoFlex设计技术,bwin必赢官方网站后者使得设计师能够灵活调整晶体管的通道宽度,从而在性能与功耗之间实现优化。
除了基本的架构优化外,N2工艺还融入了多项技术创新。例如,NanoFlexDTCO(设计技术协同优化)允许在同一芯片上使用不同宽度的纳米片,从而使得其可以高度集成通用逻辑和高性能计算核心。这种灵活性不仅提升了功耗效率,还提升了处理能力,尤其是在面对人工智能(AI)与高性能计算(HPC)等日益增长的应用领域时,展现出强大的设计潜力。
值得注意的是,N2工艺的实施大幅度改善了晶体管的效率和功耗表现。新型纳米片的I/CV速度分别提升了约70%和110%,允许N型和P型晶体管在0.5V至0.6V的低电压范围内表现出色,时钟速度提高约20%,而待机功耗则在0.5V操作环境下显著下降约75%。这将为禁止高功耗设备的AI应用提供更优保障。
在良品率方面,台积电的N2工艺在试生产阶段已经达到了令人满意的60%良率,进一步表明该技术的可靠性和成熟度。此外,N2在SRAM的密度也达到了新的高度,约为38Mb/mm²,显示出创纪录的技术进步。巧妙的设计不仅在逻辑单元的电压和功耗上实现了有效降低,还使得SRAM在大约0.4V的电压下实现了稳定的读写功能。
除此之外,N2工艺还引入了全新的中间线路(MoL)和后端线路(BEOL)技术,成功将电阻减少20%,进而提升了整体性能。此系列技术整合进一步增强了在高性能计算应用中的表现,例如集成超高性能MiM(SHP-MiM)电容器,以支持更高的工作频率。
台积电计划于2025年下半年正式量产这一2纳米工艺,预计将进一步巩固其在全球半导体制造领域的领导地位。根据IDC的估算,受益于人工智能和加密技术等高技术的强劲需求,台积电明年的收入有望增长约25%。
随着半导体技术的飞速发展,2纳米工艺的推出不仅为行业引入了新的技术标准,也为未来各种智能设备的创新和发展提供了强大的动力。台积电的这一突破性技术,将进一步推动AI和高性能计算需求的增长,助力行业向更高效、更环保的方向迈进。
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