據(jù)報導(dǎo)臺積電2nm試運行將于下周開始
據(jù)臺媒報道,臺積電2nm試運行將于下周開始,這要比預(yù)期的要早得多。
臺積電在微細制程領(lǐng)域一直處于芯片制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,蘋果是其最重要的客戶。該公司早在去年 12 月就首次向蘋果展示了其 2nm 芯片工藝,試產(chǎn)是在量產(chǎn)之前對計劃使用的生產(chǎn)線工藝進行測試的階段。
早前的消息顯示,臺積電最新芯片技術(shù)的試生產(chǎn)預(yù)計最早要到 10 月才會開始。但現(xiàn)在,臺積電把2nm的試產(chǎn)提前到7 月份舉行,這是一個令人鼓舞的跡象。相關(guān)報道顯示,臺積電將于下周在位于臺灣北部新宿科學(xué)園區(qū)的寶山工廠生產(chǎn) 2nm 半導(dǎo)體。2nm生產(chǎn)設(shè)備已于第二季開始進駐寶山廠區(qū)并安裝完畢,第三季將進入試產(chǎn)階段,比市場對第四季的預(yù)期要早,被解讀為是為了在量產(chǎn)前加快步伐,確保良率穩(wěn)定。
值得一提的是,從相關(guān)報道看到,蘋果將包下臺積電首批的2nm全部產(chǎn)能。
臺積電2nm,跨入納米片時代
據(jù)臺積電在官網(wǎng)中介紹,2nm技術(shù)采用該公司第一代納米片晶體管技術(shù),在性能和功耗方面實現(xiàn)了全節(jié)點跨越。預(yù)計 2025 年實現(xiàn)量產(chǎn)。
臺積電表示,公司主要客戶已完成2nm IP設(shè)計并開始硅驗證,臺積電還開發(fā)出低阻值RDL(重新分布層)、超高性能金屬-絕緣體-金屬(MiM)電容器,以進一步提升性能。
臺積電 N2 技術(shù)將于 2025 年推出,無論是在密度還是在能效方面,它都將成為半導(dǎo)體行業(yè)最先進的技術(shù)。N2 技術(shù)采用領(lǐng)先的納米片晶體管結(jié)構(gòu),將提供全節(jié)點性能和功率優(yōu)勢,以滿足日益增長的節(jié)能計算需求。憑借我們持續(xù)改進的戰(zhàn)略,N2 及其衍生產(chǎn)品將進一步擴大我們在未來的技術(shù)領(lǐng)先地位。
與 N3E 相比,臺積電預(yù)計 N2 將在相同功率下將性能提高 10% 至 15%,或在相同頻率和復(fù)雜度下將功耗降低 25% 至 30%。至于芯片密度,該代工廠正在考慮將密度提高 15%,以當代標準來看,這是一個很好的擴展程度。
根據(jù)臺積電在之前于北美舉辦技術(shù)峰會上的介紹,公司在2nm上會有 N2P和N2X等系列節(jié)點。其中N2P 將在 2026 年底接替 N2。同時,整個 N2 系列將增加臺積電的全新 NanoFlex 功能,該功能允許芯片設(shè)計人員混合和匹配來自不同庫的單元,以優(yōu)化性能、功率和面積 (PPA)。
臺積電當代的 N3 制造工藝已經(jīng)支持類似的功能 FinFlex,該功能還允許設(shè)計人員使用來自不同庫的單元。但由于 N2 依賴于全柵 (GAAFET) 納米片晶體管,因此 NanoFlex 為臺積電提供了一些額外的控制:首先,臺積電可以優(yōu)化溝道寬度以提高性能和功率,然后構(gòu)建短單元(以提高面積和功率效率)或高單元(以提高 15% 的性能)。
繼 N2和性能增強型 N2P之后,電壓增強型 N2X 也將于 2026 年問世。盡管臺積電曾表示 N2P 將在 2026 年增加背面供電網(wǎng)絡(luò) (BSPDN),但看起來情況并非如此,N2P 將使用常規(guī)供電電路。原因尚不清楚,但看起來該公司決定不為 N2P 添加昂貴的功能,而是將其保留到下一代節(jié)點,該節(jié)點也將于 2026 年底向客戶提供。
N2 仍有望在電源方面實現(xiàn)一項重大創(chuàng)新:超高性能金屬-絕緣體-金屬 (SHPMIM:super-high-performance metal-insulator-metal) 電容器,這些電容器的加入是為了提高電源穩(wěn)定性。SHPMIM 電容器的容量密度是臺積電現(xiàn)有超高密度金屬-絕緣體-金屬 (SHDMIM) 電容器的兩倍多。此外,與上一代產(chǎn)品相比,新的 SHPMIM 電容器的薄層電阻 (Rs,單位為歐姆/平方) 和通孔電阻 (Rc) 降低了 50%。
需求旺盛,臺積電瘋狂擴產(chǎn)
最初,臺積電規(guī)劃是在寶山的Fab 20生產(chǎn)2nm。但后續(xù),因為需求旺盛,臺積電一直在擴產(chǎn)2nm產(chǎn)能。
相關(guān)報道顯示,臺積電N2 第一年的新流片 (NTO) 數(shù)量是 N5 的兩倍多。臺積電高管在4月中的法說會中也指出,從客戶設(shè)計定案狀況來看,2nm需求更勝3nm、5nm等先進制程,且?guī)缀跛蠥I相關(guān)公司都有與臺積電合作,預(yù)期2025年將可望進入量產(chǎn),屆時會是臺積電非常重要的生產(chǎn)節(jié)點,看好未來2nm的貢獻金額可望高于3nm制程。
臺積電指出,2nm制程的產(chǎn)品組合將與3nm相當類似,代表屆時仍以高效能運算(HPC)及智慧手機應(yīng)用等終端應(yīng)用為主。相關(guān)消息顯示,在 2nm 客戶端領(lǐng)域,蘋果仍處于領(lǐng)先地位,并將該技術(shù)用于旗艦智能手機。英特爾也表達了興趣,預(yù)計 AMD、NVIDIA 和聯(lián)發(fā)科也將效仿。
根據(jù)臺積電先前規(guī)劃,2nm廠區(qū)分別落在新竹寶山Fab 20的四座12吋晶圓廠,以及高雄三個廠區(qū)Fab 22,當中又以新竹寶山的Fab 20進度最快,可望成為臺積電最先量產(chǎn)2nm的廠區(qū)。
據(jù)集邦在年初援引業(yè)內(nèi)消息人士透露,臺積電2nm生產(chǎn)基地位于新竹科學(xué)園區(qū)及高雄,其中寶山二期將在第二季度開始投產(chǎn),年底將建立一條“微型產(chǎn)線”,預(yù)計在2025年第四季度開始量產(chǎn),初期月產(chǎn)能約為3萬至3.5萬片晶圓。同時,高雄工廠預(yù)計將提前于原計劃在年底開始設(shè)備安裝,目標是在 2026 年上半年實現(xiàn)量產(chǎn),初始月產(chǎn)能計劃與寶山的 30,000 至 35,000 片晶圓相似。
同一消息來源還表示,寶山和高雄工廠正式量產(chǎn)后,將進入產(chǎn)能提升階段,目標是到 2027 年實現(xiàn)每月約 11 萬至 12 萬片晶圓的綜合產(chǎn)能。兩座晶圓廠將生產(chǎn)第一代 2nm 和采用背面電源軌技術(shù)的第二代 N2P。下一代 1.4nm(A14)預(yù)計將于 2027 年下半年投產(chǎn),可能位于臺中。
近日,又有業(yè)界消息傳出,因持續(xù)加碼2nm等最先進制程相關(guān)研發(fā)加上2nm后續(xù)需求超乎預(yù)期強勁,產(chǎn)能將導(dǎo)入南科,臺積電2025年資本支出可望達320億美元至360億美元區(qū)間,為歷年次高,年增12.5%至14.3%。消息強調(diào),臺積電2nm客戶群需求超乎預(yù)期強勁,相關(guān)擴充產(chǎn)能規(guī)劃也傳將導(dǎo)入南科,以制程升級挪出空間。除了蘋果先前率先包下臺積電2nm首批產(chǎn)能,非蘋應(yīng)用客戶也因AI蓬勃發(fā)展而積極規(guī)劃采用。
業(yè)界表示,臺積電2nm產(chǎn)能建置估計全臺,包含竹科寶山可蓋四期、高雄二期,南科相關(guān)規(guī)劃若成真,估將有助2nm家族沖刺達至少八期八個廠的產(chǎn)能。
此外,臺積電正在美國建設(shè)三個工廠 ,第二座晶圓廠除了之前宣布的 3nm 技術(shù)外,還將采用下一代納米片晶體管生產(chǎn)世界上最先進的 2nm 工藝技術(shù),并將于 2028 年開始生產(chǎn)。第三座晶圓廠將采用 2nm 或更先進的工藝生產(chǎn)芯片,并將于 2020 年底開始生產(chǎn)。與臺積電所有先進的晶圓廠一樣,這三座晶圓廠的潔凈室面積都將約為行業(yè)標準邏輯晶圓廠的兩倍。