半導體行業發展的一大推動力,就是“始終連接設備”的爆發式增長。這些設備需要內建的晶片,才能完成相應的計算、通訊或控制。隨著物聯網(IoT)擴展到數十億計的設備,晶片製造商也需要為客戶開發出兼顧成本效益的低功耗製程,以將之推向一個全新的水平。在2020年的技術研討會上,TSMC就公佈了該公司最新的N12e製程的細節。
由路線圖可知,TSMC的低電功耗、低洩漏平台,主要圍繞流行製程進行技術優化。過去十年TSMC在90nm、55nm、40nm 和22nm製程上,都有推出過相應的低功耗版本。每一次的更新,都可帶來管芯面積和功耗的降低,以及針對特定需求的其它優化。不同的是此前的技術都是在平面上展開,而新一代N12e製程卻是針對未來的FinFET 。
在類似的情況下FinFET 的打造工作,將較平面電晶體管要復雜得多,成本的上升已是必然。不過在FinFET技術帶來的製程縮放和功耗控制的優勢面前,市場仍對其抱有濃厚的興趣。為求穩妥TSMC也沒有在很早的時候就推出FinFET 。而是在等待了數代之後,才將其最先進的FinFET設計放到了IoT市場,以便行業有足夠的時間來應對設計製造上的過渡緩衝。
與22ULL製程相比,TSMC承諾N12e可在同等功耗水平下將頻率提升至1.49 倍、或將同頻下的功耗降低55%,更別提增加了1.76倍的邏輯密度、以及支援0.4V的低電壓。換言之N12e 將TSMC針對IoT產品的晶片製程擴展到了更低的功率範圍,並且在其它功率水平下也可帶來更好的性能表現。其匯聚了TSMC在16nm製程上積累的經驗、並融入了12FFC+的改進,兩者均已被廣泛應用於高性能計算。
TSMC相信N12e 將為AI加速器提供低功耗支撐,讓下一代5G IoT邊緣設備更加普及,從而推動語音辨識、健康監測、機器視覺等領域的發展。最後GF的12FDX 平台,將成為N12e 的主要競爭對手。前者建立在該公司的12nm FD-SOI 技術之上,較同級FinFET 設計擁有更低的功耗和成本。
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