台积电在2025年北美技术研讨会上透露,按计划于2024年第四季启动性能增强型的N3P(第三代3纳米级)制程量产。N3P将继承N3E,主要针对需要提升性能,同时保留3纳米级IP用户端和数据中心应用。而N3P技术将于今下半年由下一代N3X取代。
N3P是在N3E基础上的光学缩小版,保留相同的设计规则与IP兼容性,可在相同漏电率下提升5%性能,或者在相同频率下降低5-10%功耗,对于典型混合逻辑、SRAM与模拟电路的设计,还能带来约4%晶体管密度提升。
由于N3P的密度提升是来自光学制程改良,可对所有芯片结构实现更佳扩展,尤其是以SRAM为主的高性能设计。目前N3P制程已进入量产阶段,公司正为主要客户进行产品开发与布局。
N3X接棒N3P,支持3纳米级极限频率
至于下一代N3X,与N3P相比,可在相同功耗下将最高性能提升5%,或者在相同频率下降低7%的功耗。N3X最关键的优势在支持高达1.2V的电压,这对3纳米级制程是极限,可使需要极限频率的应用(如客户端CPU)达到绝对最高频率(Fmax)。这样的极限频率也有代价,如漏电功耗可能增加高达250%,因此芯片开发者采用1.2V电压设计N3X芯片时需格外谨慎。N3X芯片预计今年下半年量产。
台积电业务发展与全球销售资深副总裁兼副首席运营官张晓强(Kevin Zhang)表示,N3P已于去年底(2024年)开始量产,将持续优化3纳米制程。台积电的策略是新节点导入后,持续进行增强,帮助客户充分获取制程缩减的效益,“我们理解客户为了迁移到新节点,在生态系统中开发IP投入庞大资金,因此希望客户能在每个新制程投资中获益,台积电也会在产品层面提供增强支持”。
台积电在同一制程开发组件中提供多个制程迭代,例如N5、N5P、N4、N4P、N4C,尽可能延长公司昂贵设备的使用寿命,帮助客户最大限度重复使用其IP。虽然市场都期待2纳米制程,但大多数先进客户端处理器,如下一代iPhone、iPad及Mac仍将采用台积N3家族制程。
(首图来源:shutterstock)