谁是下一个晶圆代工“最强王者”?

近日,台积电在北美年度技术论坛上发布了埃级A16先进工艺。预计2026年量产。不仅早于竞争对手Intel14A和三星SF14,两者均在2027年量产,而且台积电强调A16不需要使用High-NAEUV,更具成本竞争力。市场看好台积电艾美时代首战将取得丰硕成果。

台积电A16量产时间与成本或领先竞争对手

据台积电透露,A16先进制程将结合SuperPowerRail与纳米片晶体管,将于2026年量产。SuperPowerRail移动将电源网络移至晶圆背面,释放晶圆正面更多的信号网络空间,提高逻辑密度和性能,适用于信号布线复杂、电源网络密集的高性能计算(HPC)产品。

与台积电N2P工艺相比,A16在相同Vdd(工作电压)下速度提升8%~10%,相同速度下功耗降低15%~20%,芯片密度提升高达至1.1倍,配套数据中心产品。

此外,由于AI芯片公司渴望优化设计以发挥台积电工艺的全部性能,台积电也认为没有必要使用ASML最新的高数值孔径(High-NA)EUV来生产A16工艺芯片。此外,台积电还展示了将于2026年推出的超轨电源,从芯片背面供电,可以帮助AI芯片加速运行。18A的能耗效率提高15%,晶体管密度将提高20%。Intel14A-E增强版还将在Intel14A的基础上增加5%的能耗。按照计划,Intel14A最快要在2026年量产,Intel14A-E要到2027年才会量产。

近日,Intel也宣布完成业界首个商用高数值孔径极紫外光刻设备(高NAEUV)组装。光刻技术大厂ASML的TWINSCANEXE:5000High-NAEUV光刻设备已开始多重校准,将于2027年开始量产Intel14A工艺。Intel强调,当High-NAEUV光刻设备与其他领先工艺结合时自有代工服务技术,印刷尺寸比现有EUV机小1.7倍。由于2D尺寸缩小,密度提升2.9倍,协助Intel推进制程蓝图。

三星SF1.4添加纳米片,提升性能和功耗

相比台积电和英特尔,媒体报道显示,三星在两年前的三星代工论坛2022上公布了其先进工艺蓝图,埃级SF1。2027年量产SF1.4(1.4纳米)。三星高管透露,正在开发的SF1.4纳米芯片数量已从三个增加到四个,预计将改善性能和功耗。

三星在2022年6月宣布量产SF3E(3nmGAA)后,推出了全新的GAA(Gate-All-Around)架构。今年发布了第二代3nm工艺的SF3(3nmGAP),采用第二代多桥沟道场效应晶体管(MBCFET),在原有SF3E的基础上优化了性能,同时还具有性能增强的SF3P(3GAP+),适合制造高性能芯片。到2025年,三星将量产SF2(2nm)工艺,2027年量产SF1.4(1.4nm)工艺。

三星希望增加每个晶体管的纳米片数量,以增强驱动电流并提高性能。更多的纳米片允许更高的电流通过晶体管,从而增强开关能力和运行速度。更多的纳米片还能够更好地控制电流,有助于减少泄漏并降低功耗。改进的电流控制意味着晶体管产生更少的热量。