来历:IEEE
台积电于本月早些时辰在IEEE国际电子器件集会(IEDM)上宣布了其N2(2nm级)制程的更多细节。该新一代工艺节点承诺实现24%至35%的功耗降低或者15%的机能晋升(于不异电压下),同时其晶体管密度是上一代3nm制程的1.15倍。这些显著上风重要患上益在台积电的全栅极(Gate-All-Around, GAA)纳米片晶体管、N2 NanoFlex设计技能协同优化(DTCO)能力,以和IEDM会上胪陈的其他立异。

全栅极纳米片晶体管答应设计师调解通道宽度,以于机能及功耗效率之间实现均衡。此外,台积电的N2制程引入了N2 NanoFlex DTCO,使设计师可以或许开发面积最小且功耗效率优化的短单位,或者者机能优化的高单位。这项技能还有包括六种阈值电压级别(6-Vt),笼罩200mV规模,经由过程台积电第三代基在偶极子的整合技能实现,涵盖n型及p型偶极子。
N2的技能亮点:
N2于工艺及器件层面引入的立异不仅经由过程优化片厚、结、掺杂激活及应力工程提高了晶体管驱动电流,还有经由过程降低有用电容(Ceff)实现了业界领先的能效。这些优化配合带来了N型及P型纳米片晶体管别离约70%及110%的I/CV速率晋升。



与FQM球盟会·(中国),球盟会-inFET比拟,N2纳米片晶体管于0.5V至0.6V的低电压规模内提供了显著更高的每一瓦机能。工艺及器件优化使时钟速率晋升约20%,同时于0.5V运行时待机功耗降低约75%。此外,联合N2 NanoFlex及多种阈值电压选项(Multi-Vt),进一步加强了高逻辑密度下设计节能处置惩罚器的矫捷性。
于静态随机存取存储器(SRAM)方面,因为GAA纳米片晶体管的阈值电压颠簸(Vt-sigma)更。琋2实现了约莫38Mb/妹妹?的2nm SRAM密度,创下新纪录。相较在基在FinFET的设计,N2的最低运行电压(Vmin)对于在高电流(HC)宏单位降低了约20mV,而高密度(HD)宏单位降低了30-35mV。这些改良使SRAM于约0.4V的电压下仍可以或许不变地举行读写操作,同时连结高良率及靠得住性。
导线及电路优化:
除了了新型晶体管外,N2制程采用全新的中间层(MoL)、后端层(BEOL)及远后端层(Far-BEOL)导线,电阻降低了20%,机能效率进一步晋升。N2的MoL引入了无拦截层的钨导线设计,垂直栅极接触电阻削减55%,振荡器频率提高约6.2%。此外,第一金属层(M1)采用一次EUV暴光及单次蚀刻工艺(1P1E),削减了繁杂性、掩模数目,并提高了总体工艺效率。台积电暗示,M1的1P1E工艺将尺度单位电容降低了近10%,节省了多个EUV掩模。
N2还有将金属(My)及通孔(Vy)电阻降低了10%,并为高机能计较(HPC)运用提供了超高机能MiM(SHP-MiM)电容器,其电容密度约为200fF/妹妹?,经由过程削减瞬态电压降落(Voltage Droop),帮忙实现更高的最年夜运行频率(Fmax)。
3D重叠撑持:
N2技能还有引入了一种全新的铜RDL选项,配备平整钝化层及贯串硅通孔(TSV),优化用在正面临正面或者正面临反面3D重叠,SoIC键合间距为4.5μm,合用在人工智能(AI)、高机能计较(HPC)甚至挪动装备设计。
投产时间:
台积电规划在2025年下半年最先N2制程技能的量产。
【近期集会】
12月26日14:00,《化合物半导体》杂志将结合是德科技带来“SiC MOSFET海内外测试尺度解读与第三代半导体测试面对的挑战”的线上主题论坛,先容功率半导体测试方面的技能贮备,共议行业新动态!诚邀您报名参会:https://w.lwc.cn/s/U7zQJ3
【2025整年规划】
隶属在ACT雅时国际商讯旗下的两本优异杂志:《化合物半导体》&《半导体芯科技》2025年钻研会整年规划已经出。
线上线下,同谋行业成长、财产前进!商机互助尽收眼底,接待您扫码获。
https://www.siscmag.com/seminar
-QM球盟会·(中国),球盟会-