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台积电公开披露7纳米及以下制程规划

发布于：2024-06-06 编辑：匿名来源：网络

在台积电技术研讨会上，台积电业务发展副总裁B. J. Woo博士介绍了移动应用和HPC计算领域的市场趋势，并分享了台积电在技术上的突破性进展为这两个细分市场提供服务。

5G和AI是两个数据增长两位数的领域，将成为下一个主流市场。

对于移动领域，从 4G LTE 到 5G 的过渡需要更高的调制解调器速度（从 1Gbps 到 10Gbps）、更快 50% 的 CPU、更快 2 倍的 GPU、更高 3 倍的双晶体管密度以及 AI 引擎性能提高到每秒 3 TOPS，而无需电力消耗增加很多。

在这个细分市场，台积电正在迎来从28HPC+到16FFC的转变。

在云中，随着计算需求转移到网络边缘，数据中心交换机吞吐量需要从 12.8Tbps 增加到 25.6Tbps。

台积电公开披露7纳米及以下制程规划

同样，双内存带宽、AI 加速器吞吐量的 3 到 4 倍以及晶体管密度的 4 倍也即将到来。

7纳米技术进展吴博士表示，提供高密度和功耗要求以满足数据密集型AI应用的低延迟是台积电10纳米工艺成功的关键。

7nm 节点在提供出色的 PPA 值方面取得了良好进展，密度提高了 3 倍以上，速度增益提高了 35% 以上，功耗降低了 65% 以上。

N7 HPC 通道速度超过 N7 Mobile（7.5T 与 6T），快了 13%，并且通过了良率和质量测试。

这部分归功于台积电成功利用 N10 D0 的杠杆学习并将其瞄准 Fab15。

N7 IP生态系统也处于准备状态，预计到今年年底将针对移动、高性能计算、汽车和服务器发布50多个版本。

7 纳米技术预计将具有与其前身 28 纳米/16 纳米节点类似的长寿命。

从浸入式到 EUV 缩放的迁移以及更密集的标准单元架构的结合带来了显着的整体改进。

EUV 采用和 N7+ 工艺节点 Woo 博士分享了 EUV 在 N7+ 上应用的一些进展。

EUV 应用于选定的层，降低了工艺复杂性并提高了图案保真度。

它还支持未来的技术扩展，同时提供更好的性能、产量和更短的周期时间。

据Woo博士介绍，N7+ EUV具有比N7+ Immersion分布更紧密的通孔电阻图案，因为它具有更好的均匀性。

N7+ 的价值主张包括在 N7 的基础上增加 20% 的逻辑密度、在相同速度下降低 10% 的功耗，以及与客户正在进行的合作项目中预期的额外性能改进。

N7+ 也将在 N7 节点上实现良好的两位数增长，因为它利用相同的设备和工具来获得吸引力。

Woo 博士声称，N7+ 的缺陷密度低于其他代工厂，并且 Mb SRAM 产量和器件性能与 N7 基线相当。

TSMC 为那些不需要重新设计的设计实体提供从 N7 到 N7+ 的简单 IP 迁移。

HPC 和 N7+ 工艺节点对于 HPC 平台解决方案，从 N7 到 N7+ 的过渡涉及 EUV、更密集的标准单元架构、超低 Vt 晶体管、高性能单元、超高密度 MIM 电容器和更大的 CPP。

N7+ 通过使用创新的标准单元架构提供更好的性能和功耗。

它可以在相同面积内实现更高的散热器密度。

另一方面，通过在非时序关键区域应用单个鳍来降低功耗，可将电容减少约 20%，并降低动态功率量。

采用新结构还可以提高MIM电容器和HPC利用率3%至5%。

N7+ 设计套件已准备好支持 IP 生态系统。

N5 价值定位 N5 具有新的 elVt（极低 Vt），最大加速度比 N7 高出 25%，采用激进的缩放和全面的 EUV。

N5 在 Mb SRAM 上取得了两位数的增长。

风险生产预计在上半年。

与N7工艺（使用ARM A72 CPU内核+内部环形振荡器）相比，Woo博士还分享了一些指标： - 速度提升15%（最高速度25%） - 功耗降低30% - 通过创新布局和布线逻辑密度提高1.8倍——通过减少多晶间距和选择性Lg和fin，将模拟密度提高1.3倍，从而产生更加结构化的布局16FFC / 12FFC技术Woo博士最后谈到了射频技术和路线图。

她提到，基于N16和N12 FinFet的平台技术涵盖了广泛的领域，包括HPC、移动、消费和汽车。

16FFC 和 12FFC 的采用率均强劲，超过 10%。

与16FFC相比，12FFC通过双节距BEOL、器件升压、6通道stdcell库和0.5V VCCmin实现了10%的速度增益、20%的功耗降低和20%的逻辑密度增加。

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