N3P工艺技术

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1.4nm正式亮相,台积电更新路线图
半导体行业观察· 2025-04-24 08:55
核心观点 - 台积电在TSMC Symposium 2025上发布了第二代GAA工艺14A,计划2028年投产,相比N2工艺在相同功耗下速度提升15%,相同速度下功耗降低30%,逻辑密度提升20%以上 [2][8][10] - 公司推出多项新技术覆盖高性能计算、手机、汽车和物联网领域,包括9.5光罩尺寸CoWoS封装、SoW-X晶圆级系统等 [2][4][5][6] - 3nm工艺路线图更新,N3P已投产,N3X计划2025年下半年量产,相比N3E性能提升5%,功耗降低7% [16][17][18] - 先进封装技术成为发展重点,3DFabric技术组合支持从微凸块到无凸块的多层次集成方案 [34][36][38] - 人工智能成为技术发展主要驱动力,推动半导体行业向更高性能、更低功耗方向发展 [19][21][43] 技术路线图更新 14A工艺 - 采用第二代GAA纳米片晶体管和NanoFlex Pro架构,2028年量产基础版,2029年推出带背面供电的SPR版本 [8][13][14] - 与N2相比性能提升10-15%,功耗降低25-30%,逻辑密度提升1.2-1.23倍 [10][12][25] - 初期版本采用正面供电,适合客户端和边缘应用,高性能版本将引入背面供电网络 [13][25] 3nm工艺进展 - N3P已投产,相比N3E性能提升5%,功耗降低5-10%,密度提升4% [16][17] - N3X计划2025年下半年量产,支持1.2V高压,Fmax性能再提升5%但漏电增加250% [17][18] - N3C为压缩版本,优化工艺密度 [23] 16A工艺 - 首款采用SPR背面供电技术,计划2026年下半年量产 [27] - 相比N2P速度提升8-10%,功耗降低15-20%,密度提升7-10% [12][27] 应用领域技术 高性能计算 - CoWoS技术升级至9.5光罩尺寸,支持12个以上HBM堆栈集成,2027年量产 [2] - SoW-X晶圆级系统计算能力达现有CoWoS方案的40倍,2027年量产 [2] - 集成硅光子引擎COUPE和IVR电压调节器,功率密度提升5倍 [3][43][46] 智能手机 - N4C RF技术支持WiFi8和AI功能,相比N6RF+功耗和面积减少30%,2026年Q1风险生产 [4] 汽车电子 - N3A工艺通过AEC-Q100一级认证,满足汽车级DPPM要求,已开始量产 [5] 物联网 - N6e超低功耗工艺已投产,N4e工艺继续提升边缘AI能效 [6] 先进封装发展 - 3DFabric技术组合包含SoIC-P(16微米间距)、SoIC-X(几微米间距)等方案 [36] - CoWoS系列支持硅中介层、有机中介层和局部硅桥三种互连方式 [38] - InFO平台扩展至汽车应用,TSMC-SoW实现晶圆级系统集成 [38] - 集成稳压器和高密度电感器技术将功率传输密度提升5倍 [46] 行业趋势 - AI成为半导体技术发展核心驱动力,推动高性能计算需求爆发式增长 [19][21][43] - 先进制程与先进封装协同发展成为关键,台积电提供从晶体管到系统级完整解决方案 [51] - 人形机器人、AR眼镜等新兴应用将需要更复杂的异构集成方案 [48][49]