臺(tái)積電宣布推出4nm制程工藝——N4P

這是一個(gè)4納米的工藝。實(shí)際上，N4P是當(dāng)前流程節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步增強(qiáng)版本，就像TSMC之前推出的N6一樣。從下圖可以看出，TSMC遵循摩爾定律的工藝節(jié)點(diǎn)提升路線圖中沒(méi)有6nm的跡象。

實(shí)際上，N4P工藝是TSMC  5納米工藝的第三個(gè)增強(qiáng)版本。繼N5、N5P、N4P工藝之后，TSMC進(jìn)一步提升了N4P工藝中的工藝性能。據(jù)TSMC介紹，與第一代N5工藝相比，N4P工藝使晶體管密度提高了6%，效率提高了11%，比上一代N4P工藝提高了6%。此外，N4P工藝進(jìn)一步降低了芯片的功耗，比N5工藝降低了22%。

此外，在N4P工藝中，TSMC進(jìn)一步減少了掩膜層的數(shù)量，從而降低了芯片制造的復(fù)雜度，提高了客戶產(chǎn)品的生命周期。為了方便客戶在N5和N4節(jié)點(diǎn)上移植產(chǎn)品，TSMC表示將尋求最大化N4和N5之間的設(shè)計(jì)兼容性，降低將設(shè)計(jì)完全移植到新節(jié)點(diǎn)的成本。

TSMC業(yè)務(wù)發(fā)展高級(jí)副總裁張凱龍博士指出：“通過(guò)N4P工藝，TSMC加強(qiáng)了我們與先進(jìn)邏輯半導(dǎo)體技術(shù)的結(jié)合，每一項(xiàng)技術(shù)都具有獨(dú)特的性能、效率和成本組合。N4P經(jīng)過(guò)優(yōu)化，為HPC和移動(dòng)應(yīng)用提供了進(jìn)一步增強(qiáng)的先進(jìn)技術(shù)平臺(tái)。”

TSMC表示，N4P工藝設(shè)計(jì)將得到TSMC對(duì)于硅IP和EDA集成設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)的大力支持。得益于TSMC及其開放創(chuàng)新平臺(tái)合作伙伴幫助加快產(chǎn)品開發(fā)周期，首批基于N4P技術(shù)的產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于2022年下半年發(fā)布。

TSMC發(fā)布N4P工藝后，WikiChip官網(wǎng)拓展了TSMC的技術(shù)路線，如上圖所示。我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象。當(dāng)流程節(jié)點(diǎn)稍微收縮時(shí)，TSMC在每個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)”上區(qū)分出越來(lái)越多的擴(kuò)展流程。有從業(yè)者認(rèn)為，TSMC此舉從側(cè)面反映了當(dāng)前摩爾定律演進(jìn)的壓力，后續(xù)的N3和N2進(jìn)程節(jié)點(diǎn)有望延伸更多“進(jìn)程分支”，掩蓋摩爾定律停滯不前的事實(shí)。

從時(shí)間節(jié)點(diǎn)不難看出，TSMC  N4P工藝的目標(biāo)是明年蘋果A16處理器的訂單。根據(jù)之前的報(bào)道，蘋果A16處理器確實(shí)會(huì)采用TSMC  4nm工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的性能。爆料稱，隨著TSMC  N4P工藝和芯片內(nèi)部架構(gòu)創(chuàng)新(大CPU核升級(jí)為雪崩，小CPU核升級(jí)為暴雪)，A16處理器相比A15處理器的性能提升將達(dá)到20%以上，據(jù)悉是22%。

有人可能會(huì)想，TSMC不是說(shuō)2022年下半年量產(chǎn)3毫米嗎？N4P的出現(xiàn)是否意味著N3的延遲？從目前的消息來(lái)看，三星和TSMC的3nm進(jìn)展并沒(méi)有預(yù)期的那么順利，存在漏液和性能提升不達(dá)標(biāo)的情況。預(yù)計(jì)TSMC  3毫米量產(chǎn)時(shí)間將延遲4個(gè)月左右，很可能為蘋果A17處理器提供代工服務(wù)