台积电成功开发CFET晶体管架构,3nm制程今年扩增三倍

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台积电资深副总经理暨副共同首席运营官张晓强在2024技术论坛上宣布,台积电已成功集成不同晶体管架构,在实验室做出CFET(互补式场效应晶体管)。

张晓强指出,CFET预计将导入先进逻辑制程以及下世代先进逻辑制程,台积电研发部门仍寻求导入新材料,实现让单一逻辑芯片容纳超2000亿颗晶体管,推动半导体技术持续创新。

台积电指出,半导体黄金时刻已到来,而未来人工智能(AI)芯片发展,接近99%将靠台积电先进逻辑技术和先进封装支持,而台积电凭借技术创新,在未来将发挥芯片更高性能及更优异能耗表现。

张晓强表示2nm进展顺利,采用纳米片技术,目前纳米片转换表现已经达到目标90%、转换成良率是超过80%,预计2025年实现技术量产。

张晓强表示,台积电在2nm基础下,全球首创的A16制程技术,搭配独家开发的背面供电技术,让产出的芯片在相同速度下性能比2nm再高出8%~10%;在相同面积下,能耗减少15%~20%。台积电计划在2026年将A16导入量产,首颗芯片将用于数据中心高性能计算(HPC)芯片。

此外,台积电成功在实验室集成P-FET和N-FET二种不同型态晶体管,做出CFET架构的芯片,这是2nm采用纳米片(Nano Sheet)架构创新后,下一个全新晶体管架构创新。

张晓强表示,继CFET后,台积电研发人员将继续寻求更多集成更多晶体管新材料和创新架构,比如Ws2或WoS2等无机纳米管或纳米碳管,意味着台积电未来将CFET导入更先进埃米级制程外,也会持续推动更先进晶体管架构创新。

另外,负责3nm量产的资深厂长黄远国指出,台积电3nm制程今年将扩增三倍,但仍供不应求,且台积电今年还会在海内外兴建七座工厂,包含先进制程、先进封装及成熟制程,全力应对客户需求。

黄远国表示,台积电从2020到2024年在3nm、5nm、7nm制程,产能复合年均增长率达25%,特殊制程从2020到2024年复合年均增长率为10%,车用芯片出货复合年均增长率约为50%。

黄远国指出,台积电特殊制程技术在成熟产品中的比重也在稳步增长,从2020年的61%预计到2024年将达到67%。在2022至2023年间,台积电平均每年建设五个工厂,而今年计划建设的工厂数量增至七个,包括在中国台湾建设三个晶圆厂、两个封装厂以及在海外建设两个工厂。

据了解,其中包含中国台湾新竹两座2nm、高雄一座2nm厂,台中、嘉义各一座先进封装厂,海外有日本熊本二厂、德国德勒斯顿厂开始动工。

(校对/刘昕炜

责编: 张杰
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