臺積電正加速推進其N2制造工藝的完善,預計將在2025年下半年大規模生產2nm級半導體。該公司目前正全力優化這項技術,以降低可變性和缺陷密度,進而提升良率。
據內部消息透露,臺積電已成功將測試芯片的良率提升了6%,這一進步有望為客戶節省數十億美元的成本。然而,關于這是SRAM測試芯片還是邏輯測試芯片的良率提升,自稱Dr. Kim的臺積電員工并未具體說明。鑒于臺積電計劃于明年1月提供2nm技術的多項目晶圓服務,此次良率提升可能并未直接針對最終將采用2nm制造的實際芯片原型。
提高SRAM和邏輯測試芯片的良率對客戶而言意義重大,因為這將直接影響到他們的成本。客戶需要支付晶圓費用,而更高的良率意味著他們可以獲得更多可用的芯片,從而降低成本。
臺積電的N2制造工藝是該公司首次采用全柵(GAA)納米片晶體管的技術。這種新工藝有望顯著降低功耗、提升性能,并提高晶體管密度。與3nm FinFET晶體管相比,臺積電的GAA納米片晶體管不僅尺寸更小,而且通過改進的靜電控制和減少泄漏,可以在不影響性能的情況下實現更小的高密度SRAM位單元。這種設計增強了閾值電壓調節,確保了操作的可靠性,并允許邏輯晶體管和SRAM單元進一步小型化。
據預測,使用N2制造工藝制造的芯片在相同晶體管數量和頻率下,功耗將比N3E節點上的芯片降低25%~30%;在相同晶體管數量和功率下,性能將提升10%~15%;而在保持與N3E節點上制造的半導體相同速度和功率的情況下,晶體管密度將提高15%。
臺積電預計將在2025年下半年某個時間點,很可能是年底,開始在其N2工藝上量產芯片。這將為臺積電提供充足的時間來提高產量并進一步降低缺陷密度,以確保順利過渡到這一全新的制造工藝。