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台積電宣布好消息:2 奈米 2025 年如期量產!強化版 3 奈米明年量產

台積電

台積電於美國時間 26 日舉辦北美技術論壇,會中宣布 2 奈米製程在良率、元件效率上進展良好,將如期於 2025 年量產,其他更多 3 奈米家族成員,包括支援更佳功耗、效能與密度的強化版 N3P 製程、為高效能運算應用量身打造的 N3X 製程,以及支援車用客戶及早採用業界最先進製程技術的 N3AE 解決方案也一同亮相。

2 奈米、3 奈米技術組合進展如何?何時量產?

台積電指出,目前 2 奈米製程技術開發進展良好,預計將如期於 2025 年量產。另,升級版 3 奈米(N3E)製程則預計於 2023 年實現量產,台積電也進一步推出更多 3 奈米技術家族成員(包括 N3P、N3X、N3AE),以滿足市場多樣化需求。

台積電指出,2 奈米製程相較於升級版 3 奈米,在同樣功耗下速度最快可增加 15%;在同樣速度下,功耗最高降低 30%。晶片密度亦增加超過 15%。

至於強化版 3 奈米(N3P)製程,則將在 2024 年下半年進入量產,該製程擁有更加功耗、效能以及密度。相較於升級版 3 奈米(N3E),N3P 在相同功耗下速度增快 5%;在同樣速度下,功耗降低 5% 至 10%,晶片密度則增加 4%。

另還有 N3X、N3AE 等製程,預計應用與量產時程如下:

  • N3X(2025 年進入量產):為高效能運算(HPC)應用打造,著重於效能、最大時脈頻率,相較 N3P,在驅動電壓 1.2 伏特下速度增快 5%,並擁有相同的晶片密度提升幅度。
  • N3AE(2023 年推出):為讓汽車產業提早採用 3 奈米技術設計汽車應用產品,以便於 2025 年及時採用屆時已全面通過汽車製程驗證的 N3A 製程。台積電預計在今年推出 N3AE,提供以 N3E 為基礎的汽車製程設計套件。

另在射頻技術、3DFabic 先進封裝與矽晶堆疊方面,台積電也宣布了好消息。

  • 在 2021 年推出 N6RF 技術後,台積電進一步開發 N4PRF,此為業界最先進的互補式金屬氧化物半導體(CMOS)射頻技術,以支援 WiFi7 射頻系統單晶片等數位密集型的射頻應用。相較於 N6RF,N4PRF 邏輯密度增加 77%,且在相同速度下,功耗降低 45%。
  • 3DFabric 系統整合技術之主要新發展包括:
  1. 【先進封裝】為滿足高效能運算應用在單一封裝中置入更多處理器及記憶體的需求,台積電正在開發具有高達 6 個光罩尺寸(約 5,000 平方毫米)重佈線層(RDL)中介層的 CoWoS 解決方案,能夠容納 12 個高頻寬記憶體堆疊。
  2. 【三維晶片堆疊】台積電推出 SoIC-P,作為系統整合晶片(SoIC)解決方案的微凸塊版本,提供具有成本效益的方式來進行 3D 晶片堆疊,SoIC-P 加上目前的 SoIC-X 無凸塊解決方案,將使得台積電的 3D IC 技術更加完善。
  3. 【設計支援】台積公司推出開放式標準設計語言的最新版本3Dblox 1.5,旨在降低三維積體電路(3D IC)的設計門檻。3Dblox 1.5增加了自動凸塊合成的功能,協助晶片設計人員處理具有數千個凸塊的複雜大型晶片,可縮短數個月的設計時程。

分析師:台積電 3 奈米產能受限,等待 ASML 更強 EUV 問世

據《EE Times》引述 Susquehanna International Group 高級分析師 Mehdi Hosseini 說法報導,由於需要採用供應商 ASML 的 EUV 曝光技術進行多重曝光,並考量到成本,研判具更高吞吐量的 ASML 新款機台 High-NA NXE:3800E 在今年下半年上市之前,台積電 3 奈米製程無法真正放量生產。

相較於新款機台,目前台積電使用的 NXE:3600D 曝光機系統每小時可生產 160 個晶圓(wph),而新款的 High-NA NXE:3800E,初期約每小時 195 片晶圓產能,最後能提升至 220 片晶圓每小時,吞吐量比 NXE:3600D 提高了 30%。

另外市場傳出蘋果已包下台積電 3 奈米量產初期全部產能,傳言指出,包括 iPhone 15 Pro 系列 A17 處理器、新款 MacBook M3 處理器都將採用台積電 N3E 製程量產。

Arete Research 高級分析師 Brett Simpson 指出,目前台積電的產能率尚未達到蘋果新品所需水準,估計現在台積電 A17 和 M3 處理器的良率約為 55%,不過未來有望按計畫每季將良率提升 5%。

參考資料:台積電鉅亨網,首圖來源:Shutterstock。