
本文由半导体产业纵横(ID:ICVIEWS)综合
英特尔、台积电、三星激战2nm。
目前,英特尔各部门的表现普遍不佳,但展望未来,晶圆带服务(IFS)似乎有可能扭转公司的局面。在前执行长Pat Gelsinger 的领导下,英特尔在晶圆代工部门方面积极投资与发展,这最终导致英特尔在某种程度上必须与供应链进行垂直合作。
虽然,过去的事情并不顺利,但未来似乎出现曙光,这是因为英特尔的Intel 18A 节点制程即将到来。这项制程技术在2025 年VLSI 研讨会上进行发表,并且英特尔公布了令人印象深刻的成果。
英特尔一开始就透露,Intel 18A 制程技术通过整合PowerVia、BSPDN 等技术,相较于上一代的intel 3,密度提升超过30%。在PPA 比较中,Intel 18A 在标准Arm 核心架构的芯片上,1.1V 的电压达成了25% 的速度提升和36% 的能耗降低。除此之外,Intel 18A 的面积利用率比Intel 3 更高,这代表着该制程可以达成更好的面积效率,并具有更高密度设计的潜力。
有趣的是,英特尔还展出电压下降图,描绘了高性能条件下节点的稳定性,并且由于Intel 18A 的PowerVia 背后供电技术,使得电压下降能够提供更稳定的电力传输。而为了支援Intel 18A 的性能,该文件还附上了一个单元比较。该比较显示,通过PowerVia 背后供电技术,英特尔达成了更紧密的单元封装,并提高了面积效率,这仅是因为通过被横供电技术的导入,使得其在正面布线中释放了更多的空间。
因此,从这个角度来看,英特尔的Intel 18A 制程是迄今为止代工厂最强大的节点制程,随着良率的提高,市场上的确希望看到有决定性的结果。与同业相较,Intel 18A 制程的SRAM 密度与台积电的N2 制程相当,这代表着该公司在节点优势方面已成功与台积电相当的竞争优势。
市场预计,将从Panther Lake SoC 和Xeon 的Clearwater Forest CPU 开始,看到Intel 18A 的实际应用。就外部产品流程整合而言,如果英特尔能够达成良率和量产目标,我们最早可以在2026 年看到终端产品的出现。
台积电未来约30%的2nm及以下产能将位于美国台积电在2025 年一季度财报法人说明会上宣布,待美国子公司 TSMC Arizona 的六座晶圆厂完工后,该企业未来约 30% 的 2nm 及以下先进制程产能将位于亚利桑那州。
台积电董事长暨总裁魏哲家表示,2nm 将成为 TSMC Arizona 的主要节点。除此前已确认将导入 N2 和 A16 工艺技术的 Fab 3 外,第二阶段第一座晶圆厂 Fab 4 也将支持 N2 和 A16;而未来的 Fab 5 和 Fab 6 则瞄准更先进的技术,具体情况将视客户需求决定。
据悉,iPhone 18系列将采用2nm工艺打造的A20系列处理器,新工艺可以带来明显的性能与能效提升,但该工艺的代工费用也更高。
在3nm工艺节点上,台积电将代工费用提高了20%,这就已经让业界高呼价格太高,导致采用该工艺的芯片价格大涨。2nm工艺的成本只会更高,而面对这些额外的成本,苹果大概率就是直接转嫁到消费者身上。
对于 TSMC Arizona 的研发设施,台积电表示该主要研发中心员工总数将达到约 1000 人(约为本部的十分之一),首要目标是为当地晶圆厂提供独立运营所需的支持,未来有望扩展到更丰富的领域。
三星2nm工艺良品率持续提升,目前已超过40%此前有报道称,三星在2nm(SF2)工艺的测试生产中实现了高于预期的初始良品率,达到30%以上。三星计划在2025年第四季度量产2nm工艺,为Exynos 2600的大规模生产做好准备。
据TECHPOWERUP报道,近日三星2nm工艺开发团队取得了令人满意的实验性生产里程碑,开发当中的2nm工艺在良品率方面的表现比之前的3nm工艺要更好,2nm工艺的良品率已经提升到40%以上。按照目前的推进速度,有可能刚好赶上Exynos 2600的量产。
虽然三星在2nm工艺上有了不错的进展,但是这种表现并不足够令人满意。竞争对手台积电(TSMC)在去年12月对2nm工艺的试产当中,良品率就已超过60%,传闻现在已提升至70%至80%,接近于量产的水平。
SF2集成了三星第三代GAA(Gate-All-Around)架构晶体管技术,相比于SF3(3nm),性能提高了12%,功率效率提高了25%,芯片面积减少了5%。三星还打算在2nm制程节点上引入“BSPDN(背面供电网络)”技术,将电源轨置于晶圆的背面,以消除电源线和信号线之间的瓶颈,解决FSPDN(前端供电网络)造成的前端布线堵塞问题,进一步提升性能和能效,并缩小芯片面积。
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