芯片界的革命:2纳米技术引领未来 - 闲芯交易网
芯片界的革命:2纳米技术引领未来

2024年,在旧金山举办的国际电子器件会议(IEDM)吸引了超过2200名半导体领域的研究人员。其中,台积公司(TSMC)展示的2纳米逻辑平台无疑成为了大会的亮点。

台积公司N2开发团队的领导人Geoff Yeap在会上强调,技术进步不仅仅是性能的提高,更关键的是能量效率的提升。这一点对于移动设备、人工智能PC和AI处理来说至关重要。他表示,通过采用纳米片晶体管替代自16纳米节点以来一直使用的FinFET晶体管,N2平台在功耗、性能和面积(PPA)全方位达到了预期的成本效益。与上一代相比,速度提升了15%,功耗降低了30%,面积扩大了1.15倍。目前,2纳米技术已进入风险生产阶段,预计将在2025年下半年实现大规模生产。

随着2023年第一季度人工智能的突破,以及5G先进移动和高性能计算(HPC)的发展,对先进、高能效逻辑技术的需求前所未有地增长。这些需求的强烈增长显然证明了台积公司在这一领域的技术领先地位。

台积公司的NanoFlex技术能够混合利用针对性能、功耗或密度优化的标准单元,为CPU实现最佳组合。特别是,在操作电压低于0.6 Vdd的条件下,N2晶体管的能量效率得到了显著提升,性能提高了20%,表现出在低电压下更优的性能功耗比。

N2逻辑平台是从头到尾优化的3D平台,包括铜(Cu)的重分布层(RDL),比之前用于3DFabric的铝(Al)RDL层更为先进。2纳米开发团队还通过材料和工艺创新提高了互联能效,特别是在线路中部。

此外,尽管近年来SRAM缩放有所放缓,但N2平台的SRAM密度达到了38.1兆比特每平方毫米,相比N5代的32Mb/mm²有所提升。在此基础上,台积公司还制作了包含GPU、Serdes和256兆比特SRAM密度的测试芯片,取得了95%的最高产出率。

台积公司高级总监Lipen Yuan在一个关于逻辑未来的短期课程中预测,得益于人工智能等新兴技术的推动,半导体产业的收入到2030年将达到一万亿美元。而AI能效的关键地位正在推动TSMC在决策上赋予能源与性能同等的重要性。

最后引述英特尔铸造厂的高级研究员Ashish Agrawal和台积公司的研究成果,均表明了纳米片晶体管以及未来3D垂直CFET技术的发展潜力,预示着半导体行业持续向前迈进,摩尔定律依旧充满活力。

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