在芯片工藝制程的升級速度越來越快的時候，有半導體的專業(yè)人士表示：芯片的工藝制程已經馬上就要接近一個物理上的極限。簡單點來說，就是當生產芯片的工藝制程達到了2nm、1nm之后，可能就會讓原本的“摩爾定律”失效，得不到更大的芯片性能提升。
其實專業(yè)人士的分析并不是沒有道理的，我們可以看大目前在芯片的工藝制程上，雖說臺積電、三星等都在追求更為先進的工藝制程，但其實升級的速度正在不斷地變得緩慢下來。那么要想延緩這樣的摩爾定律失效時間，芯片工藝制程上應該要怎么做呢?
這個問題，臺積電發(fā)布的新工藝制程給了我們一個很好的答案。
臺積電今天宣布了一個新的制程工藝節(jié)點“N4P”——看起來是4nm，但其實是5nm的又一個版本，確切地說是N5、N5P、N4之后的第四個版本、第三個升級版，注重高性能。
臺積電稱，N4P工藝相比最初的N5工藝可提升11%的性能，或者提升22%的能效、6%的晶體管密度，而對比N4可將性能提升6.6%。
此外，N4P工藝會重復使用多層遮罩，因此可大大降低工藝復雜度，加快晶圓生產速度。
臺積電稱，N4P工藝是為客戶5nm工藝平臺產品升級準備的，不但可以最大化挖掘投資價值，還可以更快、更高效地升級N5工藝產品。
臺積電表示，第一款基于N4P工藝的產品預計2022年下半年流片。
臺積電宣布推出N4P 制程工藝，這是 5nm 技術平臺的以性能為重點的增強版。據悉，該款制程N4P 加入了業(yè)界最先進、最廣泛的前沿技術流程組合。憑借 N5、N4、N3 和最新添加的 N4P，這也意味著臺積電的客戶將擁有更好的產品功率、性能、面積的選擇。
據公開資料顯示，該款產品作為臺積電 5nm 家族的第三次重大改進，N4P 將比原始 N5 技術提供 11% 的性能提升，比 N4 提升 6%。與 N5 相比，N4P 還將提供 22% 的電源效率提升以及 6% 的晶體管密度提升。此外，N4P 通過減少掩模數(shù)量降低了工藝復雜性并縮短了晶圓周期時間。
根據智慧芽數(shù)據顯示，截至最新，臺積電及其關聯(lián)公司在126個國家/地區(qū)中，共有66248件專利申請(詳見圖1)。其中，發(fā)明專利占99.27%。從專利趨勢上來看，臺積電的專利年申請量目前最低867件，最高7109件，整體而言臺積電的專利申請趨勢呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢。此外，根據智慧芽專利行業(yè)基準對比數(shù)據可知，可以說基本上臺積電上述專利平均價值與行業(yè)專利平均價值相比，臺積電的行業(yè)專利平均價值要高出行業(yè)平均價值不少，只有極少數(shù)低于行業(yè)平均價值，占比30%左右。做為臺積電5奈米家族的第三個主要強化版本，N4P的效能較原先的N5增快11%，也較N4增快6%。相較于N5，N4P的功耗效率提升22%，電晶體密度增加6%。同時，N4P借由減少光罩層數(shù)來降低制程復雜程度，且改善晶片的生產周期。
從此前臺積電命名的方式來看，我們可以通俗的理解為這是4nm工藝制程。但事實卻恰好相反，臺積電所謂的新工藝制程其實只是一個5nm的升級版本。換句話說，這個工藝制程也有性能的提升，但是沒有我們常規(guī)中所想象的那般從5nm跳躍到4nm性能提升那么大。說句難聽的話就是，只是把5nm的技術稍微的提升了一下，然后包裝成了所謂的4nm工藝制程技術，成就了一個4nm芯片工藝制程的假象。
目前，臺積電擁有相當成熟的 5nm 工藝，蘋果 A15 就是基于臺積電最新 5nm 工藝打造，相比去年的 A14 性能提升，功耗降低。同時，臺積電還推出 4nm 工藝，天璣 2000 將基于 4nm 工藝打造。除此之外，臺積電 3nm 工藝可能在明年量產，英特爾成為該技術的最大客戶。
如今，臺積電又帶來了 N4P 工藝，相較于 4nm 也有小幅性能提升，按照蘋果樂于嘗鮮的作風，下一代 A16 有很大概率會基于 N4P 工藝打造。先前就有傳言稱，蘋果下一代處理器會首發(fā)臺積電 3nm 工藝，但因為技術限制，3nm 的量產時間被推遲，產能也無法保證，所以猜測蘋果可能會轉為更穩(wěn)妥的 4nm 工藝。如今，N4P 制程的出現(xiàn)，無疑給蘋果提供更好的選擇。
希望借此贏得明年蘋果公司A16處理器代工訂單。臺積電表示，憑借5nm(N5)、4nm(N4)、3nm(N3)、以及最新的N4P制程，將能夠為產業(yè)界提供多樣且強大的技術組合選擇。
說是4nm工藝，實際上N4P和此前臺積電推出的N6性質一樣，都是當前工藝節(jié)點的進一步增強版。從下圖能夠看出，在臺積電追隨摩爾定律的工藝節(jié)點推進路線圖中，是沒有6nm這一標識的。
從時間節(jié)點上我們不難看出，臺積電N4P工藝的目標是明年蘋果A16處理器訂單。根據此前的報道，蘋果A16處理器確實將會采用臺積電4nm工藝，以此實現(xiàn)更強的性能表現(xiàn)。根據爆料消息，憑借臺積電N4P工藝，以及芯片內部的架構創(chuàng)新(CPU大核升級為Avalanche、小核升級為Blizzard)，A16處理器相較于A15處理器的性能提升將會達到20%以上，有爆料稱是22%。
可能有人會疑惑，此前臺積電不是說2022年下半年大規(guī)模量產3nm嗎?N4P的出現(xiàn)是否意味著N3的延期，從目前的爆料消息來看，三星和臺積電的3nm進展都不如預想中那么順利，存在漏電和性能提升不達標等情況，預計臺積電3nm量產時間將推遲4個月左右，很有可能為蘋果A17處理器提供代工服務。
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