台积电2nm芯片正式亮相( 三 ) 本文来自微信公众号：半导体

最后，对于那些无论功耗和成本都需要超高性能的客户，台积电将提供N3X ，它本质上是N4X的意识形态接班人。同样，台积电没有透露有关该节点的详细信息，只是表示它将支持高驱动电流和电压。我们可能会推测N4X可以使用背面供电，但由于我们谈论的是基于FinFET的节点，而台积电只会在基于纳米片的N2中实现背面供电轨，我们不确定情况是否如此。尽管如此，在电压增加和性能增强方面，台积电可能有许多优势。
FinFlex：N3的秘诀
说到增强功能，我们绝对应该提到台积电N3的秘诀：FinFlex技术。简而言之， FinFlex允许芯片设计人员精确地定制他们的构建模块，以实现更高的性能、更高的密度和更低的功耗。
当使用基于FinFET的节点时，芯片设计人员可以在使用不同晶体管的不同库之间进行选择。当开发人员需要以性能为代价来最小化裸片尺寸并节省功耗时，他们会使用双栅极单鳍（2-1）FinFET（见图）。但是，当他们需要在芯片尺寸和更高功率的权衡下最大限度地提高性能时，他们会使用三栅极双鳍（3-2）晶体管。当开发人员需要平衡时，他们会选择双栅极双鳍（2-2）FinFET 。

文章图片
目前，芯片设计人员必须为整个芯片或SoC设计中的整个模块坚持一种库/晶体管类型。例如，可以使用3-2个FinFET来实现CPU内核以使其运行更快，或者使用2-1个FinFET来降低其功耗和占用空间。
这是一个公平的权衡，但它并不适用于所有情况，尤其是当我们谈论使用比现有技术更昂贵的3纳米级节点时。
对于N3 ，台积电的FinFlex技术将允许芯片设计人员在一个模块内混合和匹配不同类型的FinFET ，以精确定制性能、功耗和面积。对于像CPU内核这样的复杂结构，这样的优化提供了很多提高内核性能的机会，同时仍然优化了裸片尺寸。因此，我们渴望看到SoC设计人员将如何在即将到来的N3时代利用FinFlex 。
FinFlex不能替代节点专业化（性能、密度、电压），因为工艺技术比单一工艺技术中的库或晶体管结构有更大的差异，但FinFlex看起来是优化性能、功率和成本的好方法台积电的N3节点。最终，这项技术将使FinFET的灵活性更接近基于纳米片的GAAFET的灵活性，后者将提供可调节的通道宽度，以获得更高的性能或降低功耗。
与台积电的N7和N5一样， N3将成为世界上最大的半导体对比度制造商的另一个持久节点系列。尤其是随着台积电在2nm阶段转向基于纳米片的GAAFET ， 3nm系列将成为该公司“经典”前沿FinFET节点的最后一个系列，许多客户将坚持使用几年（或者更久）。
反过来，这也是台积电为不同应用准备多个版本的N3以及FinFlex技术的原因，以便为芯片设计人员的设计提供一些额外的灵活性。
首批N3芯片将在未来几个月内投入生产，并于2023年初上市。同时，台积电在2025年推出N2工艺技术后，仍将继续使用其N3节点生产半导体。
成熟产能扩产50%
台积电透露，到2025年，其成熟和专业节点的产能将扩大约50% 。该计划包括在中国台湾、日本和中国大陆建设大量新晶圆厂。此举将进一步加剧台积电与格芯、联电、中芯国际等芯片代工厂商之间的竞争。
当我们在AnandTech谈论硅光刻技术时，我们主要介绍用于生产先进CPU、GPU和移动SoC的前沿节点，因为这些都是推动进步的设备。但是有数百种设备是基于成熟或专业的工艺技术制造的，这些设备与那些复杂的处理器一起使用，或者为对我们的日常生活产生重大影响并且近年来变得越来越重要的新兴智能设备提供动力。