臺積電在2026年北美技術(shù)研討會上公布了至2029年的詳細(xì)工藝路線圖。臺積電業(yè)務(wù)發(fā)展及全球銷售高級副總裁兼副首席運營官張曉強(Kevin Zhang)博士在會上宣布,臺積電正在采取一種刻意分化的戰(zhàn)略——根據(jù)終端市場需求細(xì)分前沿工藝節(jié)點,而非采用一刀切的方式。
具體而言,臺積電將實施新的工藝技術(shù)發(fā)布策略:每年為客戶端應(yīng)用推出一款新節(jié)點,每兩年推出一款面向高負(fù)載AI和高性能計算(HPC)應(yīng)用的新節(jié)點。

面向客戶端(智能手機、消費電子)的節(jié)點:N2、N2P、N2U、A14、A13。這類節(jié)點強調(diào)成本、能效和IP復(fù)用,強大的設(shè)計兼容性至關(guān)重要,客戶可接受漸進(jìn)式改進(jìn)。
面向AI/HPC數(shù)據(jù)中心的節(jié)點:A16、A12。這類節(jié)點必須提供顯著的性能提升以證明技術(shù)過渡的合理性,成本相對次要。這些節(jié)點集成了Super Power Rail(SPR)背面供電技術(shù),以解決AI數(shù)據(jù)中心的電源完整性和電流傳輸限制問題,更新周期為兩年。


臺積電的A16工藝是首款采用Super Power Rail(SPR)背面供電技術(shù)的節(jié)點,專為高性能數(shù)據(jù)中心應(yīng)用定制。本質(zhì)上,A16是N2P加上背面供電,將使用第一代納米片GAA晶體管,在功耗、性能和晶體管密度上顯著優(yōu)于N2和N2P。值得注意的是,臺積電將A16的量產(chǎn)時間從原定的2026年推遲至2027年。
張曉強解釋稱:“A16將于2026年準(zhǔn)備就緒,但實際量產(chǎn)取決于客戶需求,我們預(yù)計量產(chǎn)將于2027年開始。這就是我們將其時間表調(diào)整到這個時間點的原因。”
與A16并行的還有N2X——N2P的性能增強版本,采用傳統(tǒng)正面供電方式,將基于N2的設(shè)計時鐘頻率推至極限。A16的推出并不會取代N2X。
A16的接力棒將傳遞給A12——預(yù)計于2029年推出的下一代AI/HPC專用節(jié)點。A12將采用臺積電第二代納米片GAA晶體管和NanoFlex Pro技術(shù),并繼續(xù)使用背面供電(SPR),同時在正面和背面進(jìn)行微縮以實現(xiàn)整體密度提升。
張曉強表示:“A16是我們第一代擁有超強功率軌(背面供電)的技術(shù)。A12是下一代技術(shù),它將繼續(xù)縮小正面和背面的尺寸,從而實現(xiàn)整體密度提升。”
臺積電路線圖最引人注目的特點之一是:A13和A12均無需使用High-NA EUV光刻設(shè)備,臺積電計劃至少到2029年繼續(xù)使用現(xiàn)有的低數(shù)值孔徑EUV設(shè)備。
這與英特爾的路線圖形成鮮明對比——英特爾計劃從14A節(jié)點(2027-2028年)開始引入High-NA EUV。
張曉強對此表示:“說實話,我對我們的研發(fā)團隊感到非常欽佩。他們不斷探索如何在不使用高數(shù)值孔徑設(shè)備的情況下推動技術(shù)規(guī)模化發(fā)展。或許將來有一天他們不得不使用高數(shù)值孔徑設(shè)備,但就目前而言,我們?nèi)匀荒軌虺浞掷矛F(xiàn)有EUV技術(shù)的優(yōu)勢,而無需轉(zhuǎn)向高數(shù)值孔徑設(shè)備——要知道,高數(shù)值孔徑設(shè)備的成本非常非常高。”
據(jù)路透社報道,High-NA EUV設(shè)備單臺價格高達(dá)4億美元,約為現(xiàn)有EUV設(shè)備的兩倍。臺積電副共同首席運營官張曉強對路透社表示:“這是我們研發(fā)團隊做得特別出色的地方——在利用現(xiàn)有EUV技術(shù)的同時,制定了積極的技術(shù)微縮路線圖。這絕對是一個優(yōu)勢。”
除了邏輯制程的微縮,臺積電在此次研討會上也強調(diào)了先進(jìn)封裝在延續(xù)摩爾定律中的關(guān)鍵作用。
據(jù)路透社報道,TechInsights副主席Dan Hutcheson表示:“摩爾定律正在從封裝中的單片單芯片轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘈酒庋b。這使得性能和功耗的增益得以持續(xù)。”
臺積電表示,到2028年,將有能力拼接10個大芯片和20個內(nèi)存堆棧。相比之下,當(dāng)前的AI產(chǎn)品(如Nvidia即將推出的Vera Rubin)僅包含兩個大計算芯片和八個HBM堆棧。
不過,芯片拼接也帶來了新的挑戰(zhàn)。More Than Moore首席分析師Ian Cutress指出,大尺寸芯片封裝在運行時會產(chǎn)生熱量,不同材料的熱膨脹系數(shù)差異可能導(dǎo)致封裝彎曲甚至開裂——這些問題曾在Nvidia的Rubin AI處理器中出現(xiàn),而臺積電并未明確說明如何解決這些挑戰(zhàn)。
除了前沿節(jié)點,臺積電還宣布了面向車用市場的N2A工藝——這是首款采用GAA晶體管的車規(guī)級制程技術(shù)。N2A在相同功耗下速度較今年投產(chǎn)的N3A提升15-20%,預(yù)計于2028年完成AEC-Q100認(rèn)證。
在成熟工藝方面,臺積電今年將率先將高壓技術(shù)引入FinFET晶體管技術(shù),推出面向顯示驅(qū)動芯片(DDIC)的N16HV工藝。該工藝較N28HV柵極密度增加41%,功耗降低35%。
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