臺(tái)積電首次公開(kāi)2nm！性能提升15％、功耗降低35％

12月15日消息，IEDM 2024大會(huì)上，臺(tái)積電首次披露了N2 2nm工藝的關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)和性能指標(biāo)：對(duì)比3nm，晶體管密度增加15%，同等功耗下性能提升15%，同等性能下功耗降低24-35%。

臺(tái)積電2nm首次引入全環(huán)繞柵極(GAA)納米片晶體管，有助于調(diào)整通道寬度，平衡性能與能效。

新工藝還增加了NanoFlex DTCO(設(shè)計(jì)技術(shù)聯(lián)合優(yōu)化)，可以開(kāi)發(fā)面積最小化、能效增強(qiáng)的更矮單元，或者性能最大化的更高單元。

此外還有第三代偶極子集成，包括N型、P型，從而支持六個(gè)電壓閾值檔(6-Vt)，范圍200mV。

通過(guò)種種改進(jìn)，N型、P型納米片晶體管的I/CV速度分別提升了70%、110%。

對(duì)比傳統(tǒng)的FinFET晶體管，新工藝的納米片晶體管可以在0.5-0.6V的低電壓下，獲得顯著的能效提升，可以將頻率提升大約20%，待機(jī)功耗降低大約75%。

SRAM密度也達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的新高，每平方毫米約38Mb。

此外，臺(tái)積電2nm還應(yīng)用了全新的MOL中段工藝、BEOL后段工藝，電阻降低20%，能效更高。

值得一提的是，第一層金屬層(M1)現(xiàn)在只需一步蝕刻(1P1E)、一次EVU曝光即可完成，大大降低了復(fù)雜度、光罩?jǐn)?shù)量。

針對(duì)高性能計(jì)算應(yīng)用，臺(tái)積電2nm還引入了超高性能的SHP-MiM電容，容量大約每平方毫米200fF，可以獲得更高的運(yùn)行頻率。

按照臺(tái)積電的說(shuō)法，28nm工藝以來(lái)，歷經(jīng)六代工藝改進(jìn)，單位面積的能效比已經(jīng)提升了超過(guò)140倍!