在过去的十年中,台积电大约每两年推出一项全新的制造技术。然而,随着开发新制造工艺的复杂性不断增加,保持这种节奏变得越来越困难。该公司此前承认,它将比业界习惯的(即第二季度)晚四个月开始使用其 N3(3 纳米)节点生产芯片,并且在最近与分析师的电话会议中,台积电透露了有关其的更多细节。最新的工艺技术路线图,专注于他们的 N3、N3E 和 N2 (2 nm) 技术。
2023年N3
与 N5 相比,台积电的 N3 技术将提供全节点扩展,因此其采用者将获得所有性能(10% - 15%)、功耗(-25% - -30%)和面积(逻辑高 1.7 倍)的增强。在这个时代期待一个新节点。但这些优势是有代价的。制造过程将广泛依赖于极紫外 (EUV) 光刻,虽然 EUV 层的确切数量未知,但它的层数将比 N5 中使用的 14 层多。该技术的极端复杂性将进一步增加工艺步骤的数量——使其超过 1000 个——这将进一步增加循环时间。
因此,虽然使用台积电 N3 节点的首批芯片将于 2022 年下半年开始量产,但该公司只会在 2023 年第一季度将它们运送给未公开的客户以获取收入。然而,许多观察家预计这些芯片将于 2022 年底发货。
“N3风险生产计划在2021年,生产将在2022年下半年开始,” 台积电首席执行官CC Wei表示。“因此,2022 年下半年将是我们的大规模生产,但您可以预期收入将在 2023 年第一季度出现,因为这需要很长时间——所有这些晶圆都需要周期时间。”
2024年的N3E
传统上,台积电在推出几个季度后,基于其领先节点提供性能增强和特定于应用程序的工艺技术。对于N3,该公司将稍微改变他们的策略,并将推出一个名为N3E的节点,它可以被视为N3的增强版本。
该工艺节点将引入 具有性能、功率和良率增强的改进 工艺窗口。目前尚不清楚 N3 是否符合台积电对 PPA 和良率的预期,但代工厂正在谈论提高良率的事实表明,除了传统的良率提升方法之外,还有一种方法可以改善它。
“我们还推出了 N3E 作为我们 N3 系列的扩展,”魏说。“N3E 将具有改进的制造工艺窗口,具有更好的性能、功率和产量。N3E 的批量生产计划在 N3 之后一年。”
台积电尚未评论 N3E 是否会与 N3 的设计规则、设计基础设施和 IP 兼容。同时,由于N3E将在N3之后一年(即2024年)为客户服务,芯片设计者将有相当长的时间为新节点做准备。
2025年的N2
迄今为止,台积电的 N2 制造工艺在很大程度上仍是个谜。该公司已确认正在考虑为此节点使用环栅场效应晶体管 (GAAFET),但从未表示该决定是最终决定。此外,它之前从未披露过 N2 的时间表。
但随着 N2 越来越近,台积电正在慢慢锁定一些额外的细节。特别是,该公司现在正式确认 N2 节点定于 2025 年。尽管他们没有详细说明这是否意味着 2025 年的 HVM,或 2025 年的出货量。
“我可以与大家分享,在我们的 2 纳米技术中,密度和性能将在 2025 年成为最具竞争力的,”魏说。
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