深層次解讀臺(tái)積電的3納米節(jié)點(diǎn)和FinFlex技術(shù)

2022-08-26 17:35:27 本文約有587個(gè)字，預(yù)計(jì)閱讀時(shí)間為2分鐘

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文章標(biāo)簽：晶圓芯片設(shè)計(jì)

臺(tái)積電（TSMC）預(yù)計(jì)將于 9 月推出其期待已久的 3 納米工藝，蘋果將在今年晚些時(shí)候成為其首個(gè)使用3納米技術(shù)的客戶。其他承諾在臺(tái)積電3nm 上制造芯片的半導(dǎo)體供應(yīng)商包括 AMD、博通、英特爾、聯(lián)發(fā)科、英偉達(dá)和高通。

這顯示了三星代工的實(shí)力，該公司在今年早些時(shí)候聲稱要量產(chǎn)3nm處理器時(shí)成為焦點(diǎn)。然而，眾所周知，三星代工除了自己的Exynos處理器之外，唯一值得注意的客戶是高通的 Snapdragon智能手機(jī)處理器，這與三星的 Exynos 智能手機(jī)處理器直接競(jìng)爭(zhēng)。

另外，與三星在其3nm轉(zhuǎn)向新的柵極全邊緣 (GAA) 技術(shù)不同，臺(tái)積電決定在其3nm 制造工藝中繼續(xù)使用FinFET技術(shù)，而不是即將推出的2nm開啟GAA過程。GAA 制造技術(shù)憑借其高導(dǎo)電性提高了芯片性能。

業(yè)內(nèi)也有猜測(cè)稱3nm制程即將到來，臺(tái)積電聲稱將在2022年9 月前準(zhǔn)備就緒。有媒體傳言，臺(tái)積電的3nm計(jì)劃可能會(huì)被英特爾延遲。一些即將推出的處理器的設(shè)計(jì)更改。最終，臺(tái)灣領(lǐng)先的半導(dǎo)體代工廠能夠堅(jiān)持原計(jì)劃，并實(shí)現(xiàn)其在2022年下半年開始生產(chǎn) 3nm 的目標(biāo)。

FinFlex 技術(shù)

FinFlex技術(shù)

TSMC的3納米工藝（稱為 N3）使用 FinFlex 技術(shù)，允許芯片設(shè)計(jì)人員在單個(gè)模塊中混合和匹配不同類型的標(biāo)準(zhǔn)單元，以準(zhǔn)確優(yōu)化性能、功耗和面積 (PPA)。這一新功能特別有利于制作復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)，例如CPU和 G聚氨酯。

相比臺(tái)積電的5nm（通常稱為 N5），首發(fā)的 N3 有望提供 10% 至 15% 的性能提升，降低 25% 至 30% 的功耗，以及邏輯密度提高了約1.6倍。然而，對(duì)于某些芯片設(shè)計(jì)，其良率可能低于預(yù)期。臺(tái)積電計(jì)劃發(fā)布具有改進(jìn)工藝的 N3E ，晶體管密度略低，但將支持大批量制造 (HVM)。

N3P N3S和N3X版本技術(shù)圖

最終，臺(tái)積電將在其 3nm 系列中添加 N3P、N3S 和 N3X 版本。在這里，值得注意的是，臺(tái)灣新竹的半導(dǎo)體工廠此前曾提供同一的不同版本。然而，這一次，它基于新的 FinFlex 技術(shù)，允許芯片供應(yīng)商定制他們的設(shè)計(jì)，以提高 3nm 芯片不同領(lǐng)域的性能。換句話說，3nm 制造工藝將在每個(gè)晶體管的鰭片數(shù)量上提供不同的變化。

雖然 3nm 工藝技術(shù)和原始將在下個(gè)月推出，但這些變體將在 2023 年和 2024 年投入使用。

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