自从5nm工艺进入3nm工艺以来,芯片制造商经历了很多艰辛,花费了长达3年的时间和超过300亿美元的研发投入和设备支出。 这是一项非常昂贵和艰巨的任务,但成功的关键在于创造足够多的3nm工艺版本,以满足不同客户的需求,从而收回成本并赚取利润。 作为晶圆代工厂,台积电打算在3nm工艺上进行6个绕组,以实现这一目标,并推出总共6个3nm芯片版本。
1.N3制程:第一代3nm芯片制程,苹果A17Pro芯片采用。 这是最常见的基本 3nm 工艺。
2.N3E 工艺:N3 工艺的第一个增强版本,性能提高了 5%,但晶体管密度相同。 该流程已于今年启动。
3.N3P工艺:预计将于2024年推出,与N3工艺相比,性能提高10%,晶体管密度提高4%,功耗降低5-10%。
4.N3AE工艺:专为汽车芯片设计,将于2024年推出。 该版本将适配N3工艺,以满足汽车芯片的特殊需求。
5.N3X 工艺:预计将于 2025 年推出,与 N3 工艺相比,性能提高了 15%,晶体管密度提高了 4%,功耗也相同。 这是 3nm 工艺中性能最高的版本。
6.N3A工艺:2024年推出,是N3AE汽车芯片的全功能版本,面向更多类型的汽车芯片。
由于 3nm 工艺的巨大投入成本,代工厂必须想方设法赚取足够的利润来收回成本。 因此,台积电选择了多绕组策略,通过推出多个版本来增加订单数量和收入,以满足不同客户的需求。 该策略的目的是在高投入的情况下提高投入产出比,避免亏损。
虽然2nm工艺即将到来,但可以预见的是,这种多重绕组的策略也将适用于未来的工艺进步。 毕竟,随着工艺的进展,成本会更高,进入1nm工艺会更加困难。 因此,芯片厂商并不急于推动工艺进步,而是更愿意努力在每一代工艺上提供多种解决方案,以保持良好的经济效益。 这也是为什么很多芯片厂商推进制程进展缓慢的原因之一,因为每一代制程都需要巨大的投入,而这种投入并不总是值得的。
在当今科技飞速发展的时代,芯片制造是支撑整个科技产业的基础。 3nm工艺的进步不仅代表了技术的飞跃,也意味着芯片制造的难度和成本将进一步增加。 只有像台积电这样的晶圆代工厂,能够不断创新,推出各种工艺版本,才能在这个竞争激烈的行业中立于不败之地。 未来,随着技术的演进,我们可以期待更多先进、高性能的芯片问世,为我们带来更多的技术便利和创新突破。