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台积电公开2nm!性能提升15%、功耗降低35%

2024-12-16 00:48 · 稿源: 快科技

台积电在 IEDM 2024 大会上首次公布其突破性的 N2 2nm 工艺。该工艺极大地提高了晶体管密度、性能和能效。

与 3nm 工艺相比,N2 工艺将晶体管密度提升了 15%,在相同功率消耗下将性能提升了 15%,而在相同性能下将功率消耗降低了 24-35%。

台积电 2nm 工艺创新包括:

  • 首次采用全环绕栅极 (GAA) 纳米片晶体管,增强性能和能效。
  • NanoFlex DTCO(设计技术联合优化),实现面积最小化和能效增强。
  • 第三代偶极子集成,支持六个电压阈值档,范围为 200mV。

这些改进使 N 型和 P 型纳米片晶体管的 I/CV 速度分别提升了 70% 和 110%。

与传统的 FinFET 晶体管相比,N2 工艺的纳米片晶体管在 0.5-0.6V 的低电压下显著提升了能效,频率可提高约 20%,待机功率可降低约 75%。

SRAM 密度也创下新高,达到每平方毫米约 38Mb。

此外,N2 工艺采用全新的 MOL 中段工艺和 BEOL 后段工艺,电阻降低 20%,能效更高。

为简化复杂度,第一层金属层 (M1) 仅需一步蚀刻 (1P1E) 和一次 EVU 曝光。

针对高性能计算应用,N2 工艺引入了超高性能的 SHP-MiM 电容,每平方毫米容量约为 200fF,可获得更高的运行频率。

自 28nm 工艺以来,台积电持续六代工艺改进,单位面积能效比已提升超过 140 倍。

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