臺積電 1.6nm，2026 年量產(chǎn)

近日，臺積電在其歐洲開(kāi)放創(chuàng )新平臺論壇上宣布，計劃在 2025 年末開(kāi)始大規模量產(chǎn) N2 工藝，A16（1.6nm 級）工藝則預計在 2026 年末投產(chǎn)。公司表示，先進(jìn)工藝的開(kāi)發(fā)正按路線(xiàn)圖推進(jìn)，未來(lái)幾年基本保持不變。

新的生產(chǎn)節點(diǎn)采用臺積電的超級電源軌（SPR）背面供電網(wǎng)絡(luò )（BSPDN），可實(shí)現增強的供電，將所有電源通過(guò)芯片背面傳輸，并提高晶體管密度。但是，雖然 BSPDN 解決了一些問(wèn)題，但它也帶來(lái)了其他挑戰，因此需要額外的設計工作。

從 2025 年末到 2026 年末，N2P、N2X 和 A16 將陸續推出，不會(huì )同時(shí)出現，但都會(huì )在 2026 年年底前為大批量生產(chǎn)做好準備。這些技術(shù)有許多相似之處，包括采用 GAA 架構的晶體管以及高性能金屬-絕緣體-金屬電容器。

A16 工藝還將結合臺積電的超級電軌架構，即背部供電技術(shù)。這可以釋放出更多的布局空間，提升邏輯密度和效能，適用于具有復雜信號及密集供電網(wǎng)絡(luò )的高性能計算產(chǎn)品。與 N2P 工藝相比，A16 在相同工作電壓下速度快了 8-10%，或在相同速度下功耗降低 15-20%，同時(shí)密度提高至原來(lái)的 1.1 倍。

臺積電設計解決方案探索和技術(shù)基準測試部門(mén)總監 Ken Wang 表示，從架構上講，A16 晶體管與 N2 晶體管相似。這簡(jiǎn)化了從 N2 遷移到該工藝技術(shù)的過(guò)程。

「從 N2P 到 A16 的邏輯布局遷移實(shí)際上非常簡(jiǎn)單，因為單元結構和大多數布局模式都完全相同，」Ken Wang 說(shuō)?！敢虼?，除了保持相同的正面結構外，A16 的優(yōu)點(diǎn)還在于它繼承了 N2 設備寬度調制的 NanoFlex 功能，以實(shí)現最大驅動(dòng)強度?！?/span>

臺積電的超級電源軌通過(guò)專(zhuān)門(mén)的接觸器將背面供電網(wǎng)絡(luò )直接連接到每個(gè)晶體管的源極和漏極，從而最大限度地縮短了導線(xiàn)長(cháng)度和電阻，以最大限度地提高性能和功率效率。從生產(chǎn)角度來(lái)看，這種實(shí)現是最復雜的 BSPDN 設計之一，其復雜性超過(guò)英特爾的 PowerVia。

然而，先進(jìn)的 BSPDN 實(shí)現也意味著(zhù)芯片設計人員必須完全重新設計他們的供電網(wǎng)絡(luò )，以新的方式進(jìn)行布線(xiàn)，因此，應用新的布局和布線(xiàn)策略，這是意料之中的。此外，他們還必須進(jìn)行一些熱緩解，因為芯片的熱點(diǎn)現在將位于一組導線(xiàn)下方，使散熱更加困難。

設計帶有背面 PDN 的芯片本質(zhì)上意味著(zhù)采用新的實(shí)現方法，因為許多事情都在發(fā)生變化，包括設計流程本身。Ken Wang 提到了使用新的熱感知布局和布線(xiàn)軟件、新的時(shí)鐘樹(shù)構造、不同的 IR-Drop 分析、不同的功率域和不同的熱分析簽核等。

考慮到新的實(shí)施流程，需要新版本的 EDA 工具和仿真軟件。由于 A16 類(lèi)似于臺積電 N2 的節點(diǎn)，因此許多事情都已準備就緒，盡管 Cadence 和新思科技（Synopsy）等領(lǐng)先 EDA 制造商僅推出了「pre-0.5 版本」工具。

「A16 是一種適合復雜路線(xiàn)和高密度 PDN 設計的技術(shù)，」Ken Wang 說(shuō)?！溉欢?，它也帶來(lái)了新的挑戰，因此需要額外的設計工作。我們的背面接觸 VB 也需要認真完成硅驗證。與此同時(shí)，我們有一個(gè)全面的 A16 EDA 支持計劃，該計劃正在進(jìn)行中，我們將繼續更新 A16 EDA 狀態(tài)?！?/span>

值得注意的是，A16 工藝未出先火，已經(jīng)獲得多方預定。此前有消息稱(chēng)，OpenAI 將采用臺積電最先進(jìn) A16 工藝制程，即 1.6nm 定制芯片，專(zhuān)為 Sora 打造。根據規劃，OpenAI 的 ASIC 芯片預計將陸續在臺積電 3 納米和后續 A16 制程中投片生產(chǎn)。

作為目前披露的最先進(jìn)制程，A16 也是臺積電邁向埃米級的第一步，預計 2026 年下半年開(kāi)始量產(chǎn)，2027 年上市。相比之下，英特爾和三星的同級別工藝——14A 和 SF 1.4，預計要到 2027 年才能量產(chǎn)。

而且不同于英特爾，臺積電曾表示，ASML 最新的 High-NA EUV 光刻機并不是是生產(chǎn) A16 工藝芯片所必需的。據悉，High-NA EUV 光刻機每臺的成本達 3.8 億美元以上

但值得注意的是，A16 的 BSPDN 工藝較為復雜且被臺積電宣稱(chēng)為「世界首創(chuàng )」，目前還沒(méi)有人正在大規模生產(chǎn)，因此這份計劃仍有很大的變化空間。