本文由半導體産業縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自anandtech

台積電的N3X、N2P、A16工藝節點將于2025、2026年推出。

正如台積電上周宣布的，該公司將于今年晚些時候開始采用 N3P 制造工藝進行大批量生産，這將是該公司一段時間內最先進的節點。明年事情會變得更有趣，因爲台積電將擁有兩種工藝技術，當它們在 2025 年下半年進入大批量制造 (HVM) 時，它們實際上可以相互競爭。

台積電表示，與 N3P 相比，N3X 制造的芯片可以通過將 Vdd 從 1.0V 降低至 0.9V，在相同頻率下降低功耗 7%，在相同面積下提高性能 5%，或者將晶體管密度在相同頻率下提高10%。同時，與前代産品相比，N3X 的主要優勢在于其最大電壓爲 1.2V，這對于桌面或數據中心 GPU 等超高性能應用非常重要。

台積電的 N2 將是台積電第一個使用環柵（GAA）納米片晶體管的生産節點，這將顯著增強其性能、功耗和面積（PPA）特性。與N3E相比，N3生産的半導體可以將功耗降低25% - 30%（在相同的晶體管數量和頻率下），將其性能提高10% - 15%（在相同的晶體管數量和功率下），並且將晶體管密度提高 15%（在相同的速度和功率下）。

雖然 N2 在功耗和晶體管密度方面台積電肯定是無可爭議的冠軍，但在性能方面，N3X 可能會挑戰它，尤其是在高電壓下。對于許多客戶來說，N3X 還將受益于使用經過驗證的 FinFET 晶體管，因此 N2 在 2025 年下半年或許不會成爲台積電的最佳節點。

明年，台積電將再次提供針對智能手機和高性能計算應用的節點：N2P（性能增強的 2 納米級）和 A16（具有背面供電的 1.6 納米級）。

與原始 N2 相比，N2P 預計可降低 5% - 10% 的功耗（在相同的速度和晶體管數量下）或提高 5% - 10% 的性能（在相同的功率和晶體管數量下）。同時，與 N2P 相比，A16 的功耗降低了 20%（在相同的速度和晶體管下），性能提高了 10%（在相同的功率和晶體管下），晶體管密度提高了 10%。

請記住，A16 具有增強的背面供電網絡，因此它很可能成爲注重性能的芯片設計師的首選節點。當然，使用 A16 會更昂貴，因爲背面供電需要額外的工藝步驟。

台積電還透露了其全球超級晶圓廠制造計劃的一些細節，該計劃是該公司在其多個超級晶圓廠站點複制其制造流程的戰略。

目前，大型跨國晶圓廠需要有一套流程來複制其設施，這一點已有充分記錄。芯片制造商需要能夠快速將新的和更新的制造工藝移植到其他工廠，以達到必要的産量，並避免因必須重新調整晶圓廠而産生的多季度瓶頸。

而英特爾則擁有一個著名的“精確複制”計劃，這是該公司的主要競爭優勢之一，它允許其在世界各地的晶圓廠之間共享制造工藝的細節，以最大限度地提高産量並降低性能波動性。與此同時，隨著台積電在世界各地擴建産能，該公司也迫切需要一個類似的項目，以便在日本和美國的新晶圓廠迅速實現産量和生産率的最大化。

正如在去年的研討會上提到的，“Global Gigafab Manufacturing”是一個強大的全球制造和管理平台，台積電晶圓廠營運部副總裁王耀龍表示，“我們實現了晶圓廠一站式管理，以確保我們的Gigafab在全球範圍內實現一致的運營效率和生産質量。此外，我們還在全球範圍內追求可持續發展，包括綠色制造、全球人才培養、供應鏈本地化以及社會責任。”

當談到工藝技術的改進時，主要有兩種主要機制：用于提高産量的持續工藝改進（CPI），以及減少性能變化的統計過程控制（SPC）。爲此，該公司擁有多種內部技術，這些技術依賴于基于機器學習的過程控制、持續的質量測量和各種生産力提高方法。借助全球 Gigafab 制造，台積電可以使用 CPI 和 SPC 通過在不同站點之間共享知識來提高全球範圍內的産量和性能。

“無論是晶圓廠的設置、流程控制系統，一切實際上都是從中國台灣廠複制的，”業務開發和海外運營辦公室高級副總裁兼副聯席首席運營官張凱文說。

台積電尚未開始在其位于德國、日本和美國的晶圓廠生産芯片，因此，當該晶圓廠 Fab 23（位于日本熊本）和 Fab 21（位于亞利桑那州）分別于 2024 年和 2025 年開始運營時，其産量將以多快的速度提高到中國台灣的水平還有待觀察，但隨著全球超級晶圓廠制造計劃的實施，這一目標可能會很快實現。

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