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臺積電推出N4P工藝,“真4nm”還是“數字游戲”?

Felix分析 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:Felix ? 2021-10-28 08:05 ? 次閱讀
近日,全球晶圓代工龍頭臺積電宣布推出4nm制程工藝——N4P,希望借此贏得明年蘋果公司A16處理器代工訂單。臺積電表示,憑借5nm(N5)、4nm(N4)、3nm(N3)、以及最新的N4P制程,將能夠為產業界提供多樣且強大的技術組合選擇。

說是4nm工藝,實際上N4P和此前臺積電推出的N6性質一樣,都是當前工藝節點的進一步增強版。從下圖能夠看出,在臺積電追隨摩爾定律的工藝節點推進路線圖中,是沒有6nm這一標識的。
圖源:臺積電官網

實際上,N4P工藝是臺積電5nm工藝的第三個增強版本,繼N5、N5P和N4工藝之后,臺積電在N4P工藝中進一步改善了工藝性能。根據臺積電的介紹,N4P工藝相較于第一代N5工藝,晶體管密度增加了6%,效能上提升了11%,比上一代N4工藝效能提升了6%。此外,N4P工藝進一步降低了芯片的功耗,相較N5工藝降低了22%。

此外,在N4P工藝上,臺積電進一步減少了光罩層數,進而降低了芯片制造的復雜度,并改善客戶產品的生命周期。為了方便客戶在N5和N4節點上進行產品移植,臺積電表示,將尋求最大限度地提高 N4 和 N5 之間的設計兼容性,降低將設計完全移植到新節點的成本。

臺積電業務發展高級副總裁 Kevin Zhang 博士指出:“通過 N4P工藝,臺積電加強了我們的先進邏輯半導體技術組合,每一項都具有獨特的性能、功效和成本組合。N4P 經過優化,可為 HPC 和移動應用提供進一步增強的先進技術平臺?!?br />
臺積電表示,N4P工藝設計將得到臺積電針對硅IP和EDA綜合設計生態系統的大力支持。得益于臺積電及其 Open Innovation Platform合作伙伴幫助加快產品開發周期,首批基于 N4P 技術的產品有望在 2022 年下半年流片。
圖源:WikiChip

臺積電發布N4P工藝之后,WikiChip官網針對臺積電的技術路線進行了擴充,如上圖所示。我們能夠發現一個很有趣的現象,當工藝節點一點點縮小后,臺積電在每一個“標準節點”上,分化出了越來越多的延伸工藝。有從業者認為,臺積電此舉從側面反應出目前摩爾定律演進的壓力,后續N3和N2工藝節點,預計會延伸出更多的“工藝旁支”,以掩蓋摩爾定律失速的事實。

從時間節點上我們不難看出,臺積電N4P工藝的目標是明年蘋果A16處理器訂單。根據此前的報道,蘋果A16處理器確實將會采用臺積電4nm工藝,以此實現更強的性能表現。根據爆料消息,憑借臺積電N4P工藝,以及芯片內部的架構創新(CPU大核升級為Avalanche、小核升級為Blizzard),A16處理器相較于A15處理器的性能提升將會達到20%以上,有爆料稱是22%。

可能有人會疑惑,此前臺積電不是說2022年下半年大規模量產3nm嗎?N4P的出現是否意味著N3的延期,從目前的爆料消息來看,三星和臺積電的3nm進展都不如預想中那么順利,存在漏電和性能提升不達標等情況,預計臺積電3nm量產時間將推遲4個月左右,很有可能為蘋果A17處理器提供代工服務。

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