本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）綜合

A14在相同功耗和復(fù)雜度下性能提升16%，在相同時(shí)鐘頻率和復(fù)雜度下功耗降低27%。

臺(tái)積電在其歐洲OIP論壇上展示的一張幻燈片清晰地闡述了其將于2028年推出的A14（1.4nm級(jí)，正面供電）制程工藝相比其前代產(chǎn)品N2（2nm級(jí)，正面供電）的優(yōu)勢(shì)。結(jié)果表明，A14在相同功耗和復(fù)雜度下性能提升16%，在相同時(shí)鐘頻率和復(fù)雜度下功耗降低27%。然而，為了充分發(fā)揮下一代制造技術(shù)的潛力，芯片設(shè)計(jì)人員可能需要使用更智能的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具。

當(dāng)代工廠發(fā)布新的工藝技術(shù)時(shí)，通常會(huì)公布一系列特性，以展現(xiàn)不同代際工藝之間的相對(duì)差異。隨著生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)的不斷推進(jìn)，芯片制造商往往會(huì)獲得更多關(guān)于其性能的數(shù)據(jù)，并隨著時(shí)間的推移逐步明確其特性。臺(tái)積電的A14工藝正是如此。此前，該公司表示，與N2工藝相比，在相同的功耗和晶體管數(shù)量下，A14工藝的性能將提升10%至15%；在相同的時(shí)鐘頻率和復(fù)雜度下，功耗將降低25%至30%；混合芯片的晶體管密度也將提升約20%。而從幻燈片來(lái)看，新節(jié)點(diǎn)的性能將略高于預(yù)期，但功耗方面則保持在預(yù)期值的中等水平。

臺(tái)積電展示這張幻燈片是為了說(shuō)明其工藝技術(shù)的可擴(kuò)展性，旨在表明盡管摩爾定律增速放緩并面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但它仍然有效。然而，這張幻燈片僅列出了主要的主流制程節(jié)點(diǎn)，而省略了N3B（主要由蘋(píng)果和英特爾使用）以及N3P和N2P等節(jié)點(diǎn)間升級(jí)。雖然提及N3X、N2X和A16是合理的，因?yàn)檫@些制程技術(shù)針對(duì)特定應(yīng)用，但缺少節(jié)點(diǎn)間升級(jí)的信息在一定程度上模糊了它們的重要性及其帶來(lái)的進(jìn)步，也未能突出多年來(lái)取得的顯著進(jìn)展。

根據(jù)幻燈片顯示，從N7（2018年工藝節(jié)點(diǎn)）升級(jí)到A14（2028年工藝節(jié)點(diǎn)），在相同功耗水平下性能提升1.83倍，能效提升4.2倍，這看起來(lái)非常顯著。然而，這兩項(xiàng)技術(shù)之間相隔十年之久。臺(tái)積電還指出，每一代新的主要工藝節(jié)點(diǎn)相比上一代節(jié)點(diǎn)都能降低約30%的功耗。相比之下，主要節(jié)點(diǎn)的性能提升幅度僅為15%至18%，這在一定程度上表明，臺(tái)積電在設(shè)計(jì)這些制造工藝時(shí)，更關(guān)注的是功耗控制。

有趣的是，除了臺(tái)積電的制程節(jié)點(diǎn)之外，還有其他方法可以提高設(shè)計(jì)的能效。例如，芯片設(shè)計(jì)人員可以使用人工智能增強(qiáng)的 Cadence Cerebrus AI Studio 和 Synopsys DSO.ai 等自動(dòng)化布局布線 (APR) EDA 工具，這些工具利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)探索更廣泛的優(yōu)化空間，涵蓋各種制造工藝和布局，并自動(dòng)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)和布局方案，從而提升性能、降低功耗并縮小面積 (PPA)。

根據(jù)幻燈片顯示，這種方法通過(guò)優(yōu)化APR流程可節(jié)省5%的功耗，通過(guò)優(yōu)化金屬層方案可額外提升2%的性能，總功耗節(jié)省達(dá)7%，與臺(tái)積電通過(guò)節(jié)點(diǎn)間優(yōu)化所能達(dá)到的節(jié)能效果相當(dāng)。當(dāng)然，此類(lèi)數(shù)據(jù)僅供參考，因?yàn)椴⒎撬性O(shè)計(jì)都能優(yōu)化到如此程度。不過(guò)，不可否認(rèn)的是，EDA工具（尤其是更智能的APR工具）在利用現(xiàn)代制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高性能和更低功耗方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

據(jù)悉，目前 A16 制程的唯一客戶為英偉達(dá)，臺(tái)積電高雄 P3 廠將于 2027 年量產(chǎn)，以匹配英偉達(dá)的產(chǎn)品規(guī)劃。業(yè)內(nèi)據(jù)此推測(cè)，蘋(píng)果邁入 2 納米工藝世代后，下一代制程或?qū)⑻^(guò) A16，直接升級(jí)至 A14。供應(yīng)鏈消息顯示，臺(tái)積電擴(kuò)充 3 納米產(chǎn)能，正是為承接英偉達(dá) 3 納米制程產(chǎn)品的大額訂單。而增建三座 2 納米晶圓廠的動(dòng)作，則是對(duì)竹科寶山 F20、高雄 F22、臺(tái)中 F25 以及美國(guó)廠 F21 的制程與產(chǎn)能規(guī)劃進(jìn)行的同步調(diào)整。

從臺(tái)積電上調(diào)資本開(kāi)支、加速先進(jìn)制程研發(fā)進(jìn)度、推進(jìn)產(chǎn)能擴(kuò)增計(jì)劃等一系列動(dòng)作不難看出，其近期針對(duì) 3 納米及以下先進(jìn)制程的布局藍(lán)圖，已根據(jù)客戶需求完成快速調(diào)整。

南科晶圓廠方面，以N4/N5制程為主的F18A廠，P1、P2、P3、P7等廠區(qū)合計(jì)月產(chǎn)能達(dá)16萬(wàn)片，F(xiàn)15廠也已加入生產(chǎn)序列；而建設(shè)中的F18A P9廠則放緩施工進(jìn)度，其待處理訂單將轉(zhuǎn)移至美國(guó)亞利桑那州工廠生產(chǎn)。以N3B及N3E制程為主的F18B 廠，P4、P5、P6、P8等廠區(qū)合計(jì)月產(chǎn)能由13萬(wàn)片提升至16萬(wàn)片。

值得關(guān)注的是，臺(tái)積電近期已初步規(guī)劃，在南科周邊仍處于土地征收階段的特定區(qū)域，再新建三座 2 納米晶圓廠。為配合此次產(chǎn)能調(diào)配，臺(tái)積電同步調(diào)整了竹科寶山 F20、高雄 F22 及臺(tái)中 F25 廠區(qū)的 2 納米及以下制程與產(chǎn)能規(guī)劃。

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