臺(tái)積電開(kāi)始量產(chǎn)2nm芯片：首度采用GAA晶體管，性能提升10%~15%

臺(tái)積電已開(kāi)始量產(chǎn)N2（2nm級(jí)）制程工藝芯片。正如臺(tái)積電在其2nm工藝網(wǎng)頁(yè)上發(fā)布聲明稱(chēng)：“臺(tái)積電的2nm（N2）工藝已按計(jì)劃于2025年第四季度開(kāi)始量產(chǎn)。”

從性能提升的角度來(lái)看，N2工藝旨在實(shí)現(xiàn)與N3E工藝相比，在相同功耗下性能提升10%~15%，功耗降低25%~30%，晶體管密度提升15%（適用于包含邏輯、模擬和SRAM的混合設(shè)計(jì)）。對(duì)于純邏輯電路設(shè)計(jì)，晶體管密度比N3E提升高達(dá)20%。

臺(tái)積電的N2工藝是該公司首個(gè)采用全環(huán)繞柵極（GAA）納米片晶體管的工藝節(jié)點(diǎn)。在這種結(jié)構(gòu)中，柵極完全環(huán)繞由堆疊的水平納米片形成的溝道。這種幾何結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了靜電控制，減少了泄漏，并能在不犧牲性能或能效的情況下實(shí)現(xiàn)更小的晶體管尺寸，從而最終提高了晶體管密度。此外，N2還在電源傳輸網(wǎng)絡(luò)中添加了超高性能金屬-絕緣體-金屬（SHPMIM）電容器。這些電容器的電容密度比之前的SHDMIM設(shè)計(jì)高出一倍，并將片電阻（Rs）和過(guò)孔電阻（Rc）分別降低50%，從而提高了電源穩(wěn)定性、性能和整體能效。

臺(tái)積電CEO魏哲家在10月份的公司財(cái)報(bào)電話會(huì)議上表示：“N2工藝進(jìn)展順利，有望在本季度晚些時(shí)候?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，良率良好。我們預(yù)計(jì)在智能手機(jī)和高性能計(jì)算人工智能（HPC AI）應(yīng)用的推動(dòng)下，2026年產(chǎn)能將加速增長(zhǎng)。”

值得注意的是，臺(tái)積電已開(kāi)始在高雄附近的Fab 22工廠生產(chǎn)2nm芯片。此前，市場(chǎng)預(yù)期臺(tái)積電將在毗鄰其全球研發(fā)中心新竹Fab 20工廠開(kāi)始提升N2制程的產(chǎn)能。Fab 20工廠的量產(chǎn)時(shí)間可能會(huì)稍晚一些。（校對(duì)/趙月）