《電子技術(shù)應(yīng)用》
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2納米工藝技術(shù)展開全球競爭,,2納米工藝最快2025年量產(chǎn)

2022-09-21
來源:潛力變實(shí)力

臺(tái)積電宣布,首次推出N2(2納米)工藝技術(shù),,預(yù)計(jì)2025年量產(chǎn),。這也是臺(tái)積電首次使用納米片晶體管結(jié)構(gòu)的工藝技術(shù),。業(yè)內(nèi)人士表示,工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)越小,,往往芯片性能越高,。但極高的技術(shù)門檻和資金門檻讓眾多半導(dǎo)體企業(yè)望而卻步。三星電子和英特爾是臺(tái)積電最為有力的競爭者,。

2納米工藝技術(shù)展開全球競爭在臺(tái)積電2022年北美技術(shù)研討會(huì)上,,多項(xiàng)最新技術(shù)成果吸引全球目光,。先進(jìn)邏輯技術(shù)方面,臺(tái)積電首次推出2納米工藝技術(shù),。N2技術(shù)(2納米)在N3技術(shù)基礎(chǔ)上有明顯進(jìn)步,,在相同功率下速度可提高10%-15%,或在相同速度下功耗降低25%-30%,。臺(tái)積電N2技術(shù)采用納米片晶體管架構(gòu),,在性能和功率效率方面提供全節(jié)點(diǎn)改進(jìn),幫助客戶實(shí)現(xiàn)下一代產(chǎn)品創(chuàng)新,。

研討會(huì)上,,臺(tái)積電表示,將在未來幾年推出四種N3增強(qiáng)版工藝技術(shù)——N3E,、N3P,、N3S和N3X,旨在為超高性能應(yīng)用提供改進(jìn)的工藝窗口,、更高的性能,。

值得注意的是,臺(tái)積電為計(jì)劃今年晚些時(shí)候量產(chǎn)的N3技術(shù)加了一把火,,在此次研討會(huì)上推出獨(dú)特的TSMC FINFLE技術(shù),,將其“三納米家族”技術(shù)的效能、功率效率以及密度進(jìn)一步提升,。

另外,,臺(tái)積電表示,正在開發(fā)N6e技術(shù),。N6e建立在7納米工藝技術(shù)基礎(chǔ)上,將作為臺(tái)積電超低功耗平臺(tái)的一部分,。在全球2納米工藝技術(shù)競爭中,,臺(tái)積電走在前列。中國證券報(bào)記者近日從臺(tái)積電方面獲悉,,其首個(gè)2納米工廠計(jì)劃于今年三季度動(dòng)工,,預(yù)計(jì)2024年試產(chǎn),2025年量產(chǎn),。蘋果有望成為臺(tái)積電2納米技術(shù)首家客戶,。

全球范圍內(nèi)有能力開發(fā)3納米甚至2納米工藝技術(shù)的芯片制造企業(yè)屈指可數(shù)。據(jù)了解,,三星電子將跳過4納米,,由5納米升至3納米。2021年10月,,三星電子宣布3納米產(chǎn)品成功流片;預(yù)計(jì)2納米產(chǎn)品于2025年量產(chǎn),。在2022年投資者大會(huì)上,,英特爾公布了最新工藝節(jié)點(diǎn)進(jìn)度:Intel 4將采用極紫外光刻(EUV)技術(shù),預(yù)計(jì)2022年下半年投產(chǎn);Intel 3性能提升約18%,,預(yù)計(jì)2023年下半年投產(chǎn),。

可能對(duì)于很多朋友來說,你那臺(tái)采用14納米工藝的電腦CPU還在工作著,,但現(xiàn)在芯片已經(jīng)開始邁向2納米,。

在芯片的制造工藝上,似乎芯片制造商并沒有選擇停下腳步,,近日臺(tái)積電方面就表示,,其2納米工藝將會(huì)在2024年實(shí)現(xiàn)試產(chǎn),在2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),。

但了解芯片發(fā)展的朋友都知悉,,現(xiàn)在所謂的2納米,包括3納米,、5納米,、7納米等,,都只是一個(gè)“文字游戲”,,即該數(shù)字已經(jīng)不再代表特征尺寸,僅是一個(gè)工藝代號(hào),。

具體來說,,從10納米開始,,這種工藝代號(hào)形式的制造工藝就已經(jīng)在業(yè)內(nèi)出現(xiàn),ASML方面也承認(rèn)了這種現(xiàn)象,。

所以我們看到,,雖然臺(tái)積電號(hào)稱2025年量產(chǎn)2納米工藝芯片,但是在密度方面,,僅比3納米提升了10%,,這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到摩爾定律的要求。

而芯片密度的大幅降低,,就直接影響到芯片的性能,,所以臺(tái)積電也表示,其2納米工藝的芯片,,性能只能提升10%,,最多也就是15%。

了解超頻的愛好者應(yīng)該知道,,與其如此,,其實(shí)還不如超頻來的直接,因?yàn)?0%的性能提升,,對(duì)于超頻來說要顯得更容易,,而且?guī)缀趿愠杀尽?/p>

所以臺(tái)積電在2025年量產(chǎn)的2納米,,并不像其數(shù)字所顯示的那樣令人興奮,然而幾乎同時(shí),,中科院方面也傳出了新消息,。

中科院微電子所方面官方宣布,其實(shí)現(xiàn)了性能優(yōu)異的雙柵a-IGZO短溝道晶體管,。

相信很多朋友對(duì)此不是很理解,,這樣的技術(shù)具備什么樣的作用呢?

簡單來說,當(dāng)下芯片制造技術(shù)的推進(jìn),,終極目的就是為了提升晶體管的集成度,,也就是密度,但是因?yàn)槎虦系佬?yīng),,所以一直難以推進(jìn),。

而a-IGZO材料是三維集成的最佳候選溝道材料之一,三維集成技術(shù)的本質(zhì),,就是為提高晶體管在芯片上的集成密度,。

所以中科院此次的技術(shù)進(jìn)展,實(shí)際上相當(dāng)于在一定程度上,,解決了高密度集成的問題,。

記得在12年左右,智能手機(jī)剛剛在我國普及,,那時(shí)候的人們選擇手機(jī)主要是按照價(jià)格來選,,能打電話、能聽歌,、能拍照就足夠了,,什么性能根本不在意也不清楚,因?yàn)槟菚r(shí)候智能手機(jī)也就是屏幕大點(diǎn),,功能多點(diǎn)上網(wǎng)還快一點(diǎn),,也沒什么大型手游,所以對(duì)手機(jī)使用芯片沒什么太大概念,。

可以說,手機(jī)芯片是手機(jī)中最重要的,,也是手機(jī)中的“心臟”,,手機(jī)芯片能力越強(qiáng),手機(jī)的性能也越強(qiáng),。手機(jī)芯片在手機(jī)中承擔(dān)著手機(jī)的運(yùn)算和存儲(chǔ)的功能,,目前在手機(jī)中搭載的主流芯片是蘋果的A系列芯片和華為的麒麟芯片,以及高通的驍龍芯片和聯(lián)發(fā)科的天璣芯片,。由此可見,,設(shè)計(jì)研發(fā)芯片的難度非常大,。

首先說,手機(jī)芯片與納米工藝有密不可分的關(guān)系,。納米其實(shí)就是毫米,,是一種長度單位,國際單位的符號(hào)就是nm,。通俗的來說,,像大家熟知的蘋果A15仿生芯片是5納米,天璣9000和驍龍8芯片都是5納米的,,不過目前最新的手機(jī)芯片制作工藝已經(jīng)來到了4納米,,就是即將要在下半年和大家見面的,蘋果A16芯片,、高通驍龍8+芯片和天璣9000+芯片,。這樣直觀地看,應(yīng)該是納米數(shù)越小,,芯片性能就越強(qiáng),。

手機(jī)芯片就是一種集成電路,將電阻,、晶體管等元器件集成在一個(gè)小平板上,,用連接線將這些電子元器件串聯(lián)起來。隨著科技的發(fā)展,,通過光刻機(jī)可以將現(xiàn)在的上百億個(gè)晶體管都集成在這個(gè)小平板上,,集成度越高,芯片的運(yùn)算能力也就越強(qiáng),,自然性能也就越強(qiáng),。



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