【硬件资讯】你的2nm这么强了吗?台积电2nm良率破6赶7!提供全新试产方案,加快交付!

科技   2024-12-21 22:06   广东  

闻1:台积电试产2nm工艺,效果优于预期,良品率超过60%

由于三星在3nm制程节点率先使用Gate-all-around FETs(GAAFET)晶体管后,一直被良品率问题困扰,不少人担心台积电(TSMC)在2nm制程节点引入新的晶体管架构也会面临相同的困境。不过随着2nm工艺量产工作的推进,台积电似乎变得越来越有信心。
据Wccftech报道,台积电已经对2nm工艺进行了试产,良品率超过了60%。起步阶段就有这么高的良品率,效果超出了大家的预期,而且还要很大的上升空间,台积电可能会以更快的速度完成挑战,将良品率提升至70%以上,为2nm工艺大规模量产留出足够的时间。
台积电董事长兼首席执行官魏哲家在今年10月时曾表示,未来五年内台积电有望实现连续、健康的增长,客户对于2nm的询问多于3nm,看起来更受客户的欢迎。2nm不但能复制3nm的成功,甚至有超越的势头。
为了应对市场对2nm工艺技术的强劲需求,台积电持续对该制程节点进行投资,不但加快了2nm产线的建设,并进一步扩大了产能规划。预计台积电2025年资本支出将再次飙升,达到340亿至380亿美元之间,有机会超过2022年创造的362.9亿美元峰值。
台积电计划N2工艺于2025年下半年进入量产阶段,客户最快在2026年前就能收到首批采用N2工艺制造的芯片,首个客户预计是苹果。
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    哥,这么快吗?咱们回看一下此前台积电“友商们”的良率信息,Intel这边“比肩”2nm的18A工艺,据传良率低于10%,三星这边第二代的3nm工艺,良率20%,连给自家生产芯片的能力都不具备。再看台积电,试产阶段的2nm,已经干到60%了,距离被认为是量产分界线的70%也不远了,台积电这进度,或许我们很快就能见到2nm高性能芯片了。



2:台积电N2对比英特尔18A工艺,SRAM密度成为主要优势

SRAM单元在台积电(TSMC)3nm制程节点上,与5nm制程节点基本没有分别。采用N3B和N5工艺的SRAM位单元大小分别为0.0199μm²和0.021μm²,仅缩小了约5%,而N3E工艺更糟糕,基本维持在0.021μm²,这意味着几乎没有缩减。不过上个月有报道称,随着新一代2nm制程节点的到来,引入GAA晶体管架构,SRAM单元缩减问题似乎看到了曙光。
据TomsHardware报道,根据ISSCC 2025 Advance Program的信息,英特尔的Intel 18A工艺在SRAM单元密度上明显低于台积电的N2工艺,与N3E及N5工艺相接近。对比Intel 18A工艺,SRAM单元的密度将成为N2工艺的主要优势。
数据显示,Intel 18A的SRAM位单元大小为0.021μm²,比起Intel 4的0.024μm²有所提升,而更早之前的Intel 7为0.0312μm²。不过N2所采用的HD SRAM位单元尺寸已缩小到约0.0175μm²,从而使SRAM密度达到38Mb/mm²,与Intel 18A拉开了差距。虽然Intel 18A也采用了GAA晶体管架构,但是效果似乎并没有那么明显,至少在SRAM单元缩减上是这样的。SRAM的另一个关键特征是功耗,暂时还不清楚Intel 18A与N2在这个指标上的情况,也就无法比较了。
现代的CPU、GPU和SoC在处理数据的时候都将SRAM用于各种缓存,尤其是针对人工智能(AI)和机器学习(ML)的工作负载,配备大容量缓存已成为趋势。展望未来,对缓存的需求只会增加,SRAM单元缩减成为了推进制程节点的一个重要指标。要不是工艺越先进、成本越高,但是缓存越大,SRAM占用的面积没有减少甚至更大,会进一步推高了芯片的成本。
台积电选择在3nm制程节点推出FINFLEX技术,就是为了缓解SRAM方面的问题。另外一种比较现实的解决办法是采用小芯片设计,将容量较大的缓存分解到成本较低的工艺上单独制造芯片,AMD的3D V-Cache技术就是大家熟悉的应用之一。

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    哥,这么强吗?台积电在刚刚试产的2nm工艺上,进一步优化了SRAM密度,这意味着该工艺下芯片表现会更提升不少,而与之对比的,堪称“比肩2nm”的Intel 18A,在SRAM密度和SRAM位单元大小上其实是全面落后的,其实也就是能和3nm一个梯度的水平……台积电从5nm到3nm,在SRAM密度上的提升就几乎停滞,不知道这次的改变能带来多大的进步!


闻3:台积电将提供2nm“CyberShuttle”服务,允许客户在同一片测试晶圆评估芯片

最近有报道称,台积电已经对2nm工艺进行了试产,良品率超过了60%,如此高的良品率超出了大家的预期。预计台积电可能会以更快的速度,将良品率提升至70%以上,为2nm工艺大规模量产留出足够的时间。
据Wccftech报道,2nm工艺将逐渐从试产过渡到小批量出货,不久会发送给客户。按照台积电的计划,2nm工艺将于2025年进入大规模生产阶段,而且有着高于3nm的市场需求,不但能复制3nm的成功,甚至有超越的势头。不过2nm有着更高的成本,看起来这是台积电在下一个制程节点需要解决的唯一变量。
根据之前的评估,每块2nm晶圆的定价将超过3万美元。为了帮助客户降低成本,台积电将在2nm制程节点提供一种名为“CyberShuttle”的服务,允许客户在同一片测试晶圆评估芯片。CyberShuttle也可以认为是晶圆共享服务,一方面节省客户大量的设计和掩模成本,另一方面加快了测试生产的速度。不过暂时还不清楚具体的做法,以及成本降低的幅度是多少。
考虑到市场对于2nm工艺的需求,以及高昂的成本,这些节约成本的措施是有必要的。如果台积电有办法减少不必要的成本,甚至能将这项服务扩展到3nm制程节点,那么将大大提升生产效率,而且为自己和客户节省大量支出。

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    最后,在工艺应用上,台积电也走在了前沿。台积电为了降低客户的试产成本及等待时间,并且加快自己的交付效率,减少晶圆浪费,提供了CyberShuttle服务。这项服务致力于帮助不同客户的芯片在同一晶圆上完成试产,对于试产阶段的成本降低起到了不小的作用。想客户之所需,也不怪台积电能够成为最成功的芯片制造商,就是这个价格……



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