台积电(TSMC)在2025年北美技术研讨会上宣布,其首款采用全环绕栅极(GAA)纳米片晶体管的N2(2纳米级)制程技术将于今年下半年进入大规模量产阶段。这一新节点将支撑明年问世的众多产品,包括AMD面向数据中心的下一代EPYC“威尼斯”(Venice)处理器,以及苹果(Apple)2025年智能手机、平板和PC芯片等各类客户端处理器。借助GAA场效应晶体管(GAAFET)与增强型供电方案,2纳米节点在提升性能与晶体管密度的同时,还能实现显著的节能效果。后续的A16与N2P制程技术也将按计划于明年投产。

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N2制程:2025年下半年量产

作为台积电的全新工艺,N2将实现该公司所称的“完整节点提升”——相较N3E制程,性能提升10%-15%功耗降低25%-30%晶体管密度增加15%。台积电表示N2晶体管性能已接近目标,256Mb SRAM模块平均良率超90%,标志着该制程在量产爬坡阶段已趋成熟。

N2将成为台积电首个采用GAA纳米片晶体管的节点,这种360度环绕沟道的设计能提升性能并降低漏电率。其横向堆叠的纳米片结构通过优化静电控制,可在不牺牲性能与功耗的前提下缩小晶体管尺寸,实现更高密度。该工艺还创新性地在供电电路中整合了超高性能金属-绝缘体-金属(SHPMIM)电容器,其电容密度较前代超高密度设计(SHDMIM)提升逾一倍,薄层电阻(Rs)与通孔电阻(Rc)降低50%,显著优化了能效表现。

市场反响与技术演进

台积电指出,N2节点的客户采用速度远超以往,首年流片(NTO)数量已达N5同期的两倍,次年流片量更攀升至N5同期的四倍。虽然移动设备仍是N2的主要应用领域,但高效能运算(HPC)与人工智能(AI)客户正加速导入该节点,AMD“威尼斯”处理器的提前布局即印证了N2跨领域应用的吸引力。

N2P与A16:2026年下半年登场

与英特尔(Intel)18A(1.8纳米级)工艺不同,台积电N2暂不支持背面供电网络(BSPDN),但该公司强调其仍具显著优势。台积电将BSPDN技术命名为“超级电源轨”(SPR),计划通过A16制程实现。这种直接连接晶体管源极/漏极的方案虽成本高昂,但效能优于英特尔连接单元接触点的方案。

N2P作为N2的性能增强版,采用传统供电网络,性能提升5%-10%功耗降低5%-10%。而A16本质上是具备背面供电的N2P,允许芯片设计者复用IP模块。对于无需高密度供电的客户端应用,N2P更具成本优势;A16则面向需要背面供电的高需求场景。二者均将于2026年下半年实现量产,相关产品预计2027年面市。

此外,台积电还将推出N2的终极版本N2X,通过增强耐压能力实现峰值频率,适用于追求单线程性能的高端客户端CPU与部分数据中心产品,计划2027年量产。


文章标签: #台积电 #2纳米 #GAA #AMD #苹果

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