台积电2nm芯片正式亮相( 二 ) 本文来自微信公众号：半导体

N3：未来三年的五个节点
随着制造工艺变得越来越复杂，它们的寻路、研究和开发时间也变得越来越长，因此我们不再看到台积电和其他代工厂每两年就会出现一个全新的节点。在N3中，台积电的新节点引入节奏将扩大到2.5年左右，而在N2中，它将延长到3年左右。
这意味着台积电将需要提供N3的增强版本，以满足其客户的需求，这些客户仍在寻求每瓦性能的改进以及晶体管密度每年左右的提升。台积电及其客户需要多个版本的N3的另一个原因是，代工厂的N2依赖于使用纳米片实现的全新栅极环绕场效应晶体管（GAAFET），预计这将带来更高的成本、新的设计方法、新IP和许多其他变化。虽然尖端芯片的开发人员将很快转向N2 ，但台积电的许多普通客户将在未来几年坚持使用各种N3技术。

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在其2022年台积电技术研讨会上，该代工厂谈到了将在未来几年推出的四种N3衍生制造工艺（总共五个3纳米级节点）——N3E、N3P、N3S和N3X 。这些N3变体旨在为超高性能应用提供改进的工艺窗口、更高的性能、增加的晶体管密度和增强的电压。所有这些技术都将支持FinFlex ，这是TSMC的“秘密武器”功能，极大地增强了他们的设计灵活性，并允许芯片设计人员精确优化性能、功耗和成本。

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*请注意，台积电在2020年左右才开始分别发布针对模拟、逻辑和SRAM的晶体管密度增强。其中一些数字仍然反映了由50%逻辑、30%SRAM和20%模拟组成的“混合”密度
N3和N3E：HVM步入正轨
台积电的第一个3纳米级节点称为N3 ，该节点有望在今年下半年开始大批量制造（HVM）。实际芯片将于2023年初交付给客户。该技术主要针对早期采用者（如Apple等），他们可以投资于领先的设计，并从前沿节点提供的性能、功率和面积（PPA）中受益。但由于它是为特定类型的应用量身定制的，因此N3的工艺窗口相对较窄（产生确定结果的一系列参数），就良率而言，它可能并不适合所有应用。
这就是N3E发挥作用的时候。
新技术提高了性能，降低了功耗，增加了工艺窗口，从而提高了良率。但该节点的逻辑密度略有降低。与N5相比， N3E将提供34%的功耗降低（在相同的速度和复杂性下）或18%的性能提升（在相同的功率和复杂性下），并将逻辑晶体管密度提高1.6倍。
值得注意的是，根据台积电的数据， N3E将提供比N4X更高的时钟速度（2023年到期）。不过后者也将支持超高驱动电流和1.2V以上的电压，在这一点上它将能够提供无与伦比的性能，但功耗非常高。
总的来说， N3E看起来是比N3更通用的节点，这就是为什么台积电在这一点上拥有更多的“3nm流片” ，而不是在其类似的开发阶段拥有5nm级节点也就不足为奇了.
使用N3E的芯片的风险生产将在未来几周（即2022年第二季度或第三季度）开始， HVM将在2023年中期开始（同样，台积电没有透露我们是在谈论第二季度还是第三季度）。因此，预计商业N3E芯片将在2023年底或2024年初上市。
N3P、N3S和N3X：性能、密度、电压
N3的改进并不止于N3E 。台积电将在2024年左右的某个时间推出N3P ，这是其制造工艺的性能增强版本，以及N3S ，该节点的密度增强版本。不幸的是，台积电目前没有透露这些变体将提供哪些改进到基线N3 。事实上，此时台积电在其路线图的所有版本中甚至都没有展示N3S ，因此尝试猜测其特性确实不是一个好生意。