台积电首次公开2nm！性能提升15％、功耗降低35％
台积电作为全球领先的半导体制造企业，近期宣布了其在先进工艺制程上的最新突破——首次公开2纳米（nm）工艺技术。这项新技术不仅标志着芯片制造领域的一个重要里程碑，而且在性能和能效方面带来了显著的提升。据台积电介绍，与现有的5纳米工艺相比，2纳米工艺能够使芯片性能提升约15%，同时将功耗降低大约35%。这意味着未来的电子设备将拥有更快的处理速度、更长的电池寿命以及更低的能耗。这一技术进步对于推动智能手机、高性能计算、人工智能等领域的创新发展具有重要意义。此外，它还有助于减少碳排放，促进可持续发展。台积电的这一重大进展无疑将为整个科技行业带来深远的影响。
快科技12月15日消息，IEDM 2024大会上，台积电首次披露了N2 2nm工艺的关键技术细节和性能指标：对比3nm，晶体管密度增加15％，同等功耗下性能提升15％，同等性能下功耗降低24-35％。
台积电2nm首次引入全环绕栅极(GAA)纳米片晶体管，有助于调整通道宽度，平衡性能与能效。
新工艺还增加了NanoFlex DTCO(设计技术联合优化)，可以开发面积最小化、能效增强的更矮单元，或者性能最大化的更高单元。
此外还有第三代偶极子集成，包括N型、P型，从而支持六个电压阈值档(6-Vt)，范围200mV。
通过种种改进，N型、P型纳米片晶体管的I/CV速度分别提升了70％、110％。
对比传统的FinFET晶体管，新工艺的纳米片晶体管可以在0.5-0.6V的低电压下，获得显著的能效提升，可以将频率提升大约20％，待机功耗降低大约75％。
SRAM密度也达到了创纪录的新高，每平方毫米约38Mb。
此外，台积电2nm还应用了全新的MOL中段工艺、BEOL后段工艺，电阻降低20％，能效更高。
值得一提的是，第一层金属层(M1)现在只需一步蚀刻(1P1E)、一次EVU曝光即可完成，大大降低了复杂度、光罩数量。
针对高性能计算应用，台积电2nm还引入了超高性能的SHP-MiM电容，容量大约每平方毫米200fF，可以获得更高的运行频率。
按照台积电的说法，28nm工艺以来，历经六代工艺改进，单位面积的能效比已经提升了超过140倍！