台積電曝光 N2細節 2奈米效能大幅提升

編譯／莊閔棻

台積電於近日介紹了其下一代2奈米電晶體技術（N2），為該公司進軍全新的奈米片（Nanosheet）或環柵（Gate-All-Around，簡稱GAA）電晶體架構帶來新里程碑。該架構與三星的製程相似，台積電與英特爾都計畫於2025年開始量產。

N2較N3效能大幅提升

據報導，歸功於GAA Nanosheet電晶體及N2 Nanoflex，相較於台積電當前的N3（3奈米）技術，N2技術提供高達15%的速度提升，或最高30%的能效改善，同時密度提升15%。台積電研發與先進技術副總裁葉主輝指出，N2技術經過四年多的努力研發而成，相較於傳統的鰭式場效（FinFET）電晶體，N2技術能更好的控制電流流動。

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提升靈活性與設計自由度

與FinFET只能通過增加鰭片的數量，達到不同配置不同設備的方式不同，奈米片電晶體能提供更多可調整的選項，比如1.5片鰭片等，滿足特定邏輯電路的需求。奈米片技術的靈活性不僅改善了電流流動的控制，還允許工程師透過製造更寬或更窄的奈米片來生產更多種類的裝置。

實現不同邏輯單元混合使用

同時，台積電的Nanoflex技術，則讓不同寬度的奈米片能在同一晶片上共存，使不同類型的邏輯單元能夠協同工作。狹窄的奈米片可以用於通用邏輯，而基於寬些的奈米片則能提供更大的電流及更快的開關速度，適合用於CPU核心。

突破SRAM縮小瓶頸

奈米片的靈活性，對處理器主要片上記憶體SRAM的影響尤其大。SRAM是處理器中主要的片上記憶體，幾代以來都主要電路由6個電晶體組成，並未像其他邏輯電路那樣縮小。

葉主輝表示，N2技術打破了這一縮小停滯，實現了目前為止最密集的SRAM單元，每平方毫米可達38兆位，比上一代技術N3的提升率高達11%。

未來的奈米片技術仍需深入研究

然而，儘管奈米片技術已經達到了突破性的進展，但專家認為，隨著技術的發展，未來可能會面臨材料和縮小極限的挑戰，而台積電也正繼續致力於這一領域的研究，期望在未來幾年內，能進一步推動電晶體技術的創新與發展。

參考資料：Communications Today

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