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臺積電官宣1.4nm量產(chǎn)時間表!全新工藝,性能功耗大幅躍升!

2025-04-24 11:34:19 EETOP
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臺積電TSMC)已披露其 A14(1.4 納米級)制造技術(shù),并承諾該技術(shù)將在性能、功耗和晶體管密度方面,相較于其 N2(2 納米)工藝帶來顯著提升。在周三舉行的 2025 年北美技術(shù)研討會上,該公司透露,這一新節(jié)點將采用其第二代環(huán)繞柵極(GAA)納米片晶體管,并借助 NanoFlex Pro 技術(shù)提供更高的靈活性。臺積電預(yù)計 A14 將于 2028 年進入大規(guī)模生產(chǎn)階段,但屆時不具備背面供電功能。帶有背面供電功能的 A14 版本計劃于 2029 年推出。 

臺積電業(yè)務(wù)發(fā)展與全球銷售高級副總裁兼副首席運營官張曉強(Kevin Zhang)表示:“A14 是我們的全節(jié)點下一代先進硅技術(shù)。如果從速度方面來看,(與 N2 相比)性能提升高達 15%,功耗降低 30%,邏輯密度是整體芯片密度的 1.23 倍,對于混合設(shè)計而言至少是 1.2 倍。所以,這是一項非常非常重要的技術(shù)。” 

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臺積電的 A14 是全新的工藝技術(shù),基于該公司的第二代 GAAFET 納米片晶體管和新的標準單元架構(gòu),以實現(xiàn)性能、功耗和規(guī)模擴展方面的優(yōu)勢。臺積電預(yù)計,與 N2 相比,在相同功耗和復(fù)雜度的情況下,A14 的性能將提升 10% 至 15%;在相同頻率和晶體管數(shù)量的情況下,功耗將降低 25% 至 30%;晶體管密度(分別針對混合芯片設(shè)計和邏輯芯片)將提高 20% 至 23%。由于 A14 是一個全新的節(jié)點,與 N2P(利用了 N2 的IP)以及配備背面供電功能的 N2P 升級版 A16 相比,它將需要新的IP、優(yōu)化方案和電子設(shè)計自動化(EDA)軟件。

TSMC 新工藝技術(shù)的 PPA 改進數(shù)據(jù)對比

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臺積電公布的芯片密度反映的是 “混合” 芯片密度,其中包含 50% 的邏輯電路、30% 的靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)以及 20% 的模擬電路。
** 在相同的面積下。
*** 在相同的速度下。 

與 A16(以及 N2 和 N2P)不同,A14 沒有超級電源軌(SPR)背面供電網(wǎng)絡(luò)(BSPDN),這使得該技術(shù)能夠針對那些無法從背面供電網(wǎng)絡(luò)中獲得實際效益的應(yīng)用場景 —— 因為背面供電網(wǎng)絡(luò)會增加額外成本。有許多客戶端、邊緣計算和特殊應(yīng)用場景,能夠利用臺積電第二代 GAA 納米片晶體管帶來的更高性能、更低功耗和更高晶體管密度的優(yōu)勢,但這些應(yīng)用并不需要密集的電源布線,采用傳統(tǒng)的正面供電網(wǎng)絡(luò)即可滿足需求。 

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張曉強表示:“這項技術(shù)還具備我們的……NanoFlex Pro 技術(shù),(實際上)這是一種設(shè)計技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO),它允許設(shè)計師以非常靈活的方式設(shè)計產(chǎn)品,使他們能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的功耗性能效益。這項技術(shù)將于 2028 年投入生產(chǎn)。該技術(shù)的第一個版本不具備背面電源軌。” 

當然,臺積電了解其開發(fā)高性能客戶端和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的客戶的需求,因此計劃在 2029 年推出配備 SPR 背面供電功能的 A14 版本。目前,該公司尚未披露這一工藝技術(shù)的確切名稱,不過按照臺積電的傳統(tǒng)命名方式,預(yù)計它很可能會被稱為 A14P。展望未來,預(yù)計在 2029 年之后的某個時候,A14 將推出其最高性能版本(A14X)和成本優(yōu)化版本(A14C)。 

臺積電 A14 系列工藝技術(shù)的主要優(yōu)勢之一是其 NanoFlex Pro 架構(gòu),這將使芯片設(shè)計師能夠微調(diào)晶體管配置,從而針對特定應(yīng)用或工作負載實現(xiàn)最佳的功耗、性能和面積(PPA)平衡。通過非 Pro 版本的 FinFlex,開發(fā)人員可以在一個模塊內(nèi)混合搭配來自不同庫(高性能、低功耗、面積高效)的單元,以優(yōu)化性能、功耗和面積。臺積電尚未披露 NanoFlex Pro 與 NanoFlex 之間的明確技術(shù)差異,所以我們只能猜測,新版本是否允許對單元(甚至是晶體管)進行更精細的控制,或者是否會提供更好的算法和軟件優(yōu)化,以便更快地探索和優(yōu)化晶體管級別的權(quán)衡取舍。 

臺積電 A14 工藝技術(shù)的芯片生產(chǎn)目標時間是 2028 年,不過該公司沒有提及將在這一年的上半年還是下半年開始大規(guī)模量產(chǎn) A14 芯片。考慮到 A16 和 N2P 將于 2026 年下半年(即 2026 年末)開始大規(guī)模量產(chǎn),并且相關(guān)芯片將于 2026 年推向市場,我們認為 A14 的目標時間很可能是 2028 年上半年,以便及時為下半年推出的客戶端應(yīng)用提供支持。


關(guān)鍵詞: 臺積電 芯片 半導(dǎo)體

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