臺積電在昨日舉辦的2026北美技術論壇上,公布了其直至 2029 年的通用制程技術路線圖。本次發布的核心亮點包括:名為A12與A13的1.2nm、1.3nm級制造工藝、對N2家族出人意料的延伸版本N2U,以及截至 2029 年暫無計劃在任何工藝節點使用高數值孔徑極紫外光刻(High-NA EUV)。而本次技術公告中最值得關注的一點,或許是臺積電正式確立了面向新一代工藝節點的多元化開發策略。
臺積電業務開發暨全球銷售資深副總裁、首席運營官助理張曉強(Kevin Zhang)表示:
“去年我們公布了 A14 工藝,作為第二代納米片晶體管技術,計劃于 2028 年量產。”
“今年我們將推出 A14 的衍生工藝,包括 A13 與 A12,兩者均計劃 2029 年量產。A13 是 A14 的漸進式增強版,主要通過光學微縮實現,芯片面積可縮減約 6%,同時保持完整的設計規則與電氣兼容性,讓客戶只需極少的重新設計就能受益。”
改寫行業游戲規則
過去,臺積電營收的絕大部分來自智能手機行業,但近年來 AI 與高性能計算(HPC)的增速已超越手機終端。這一點在公司規劃中體現得十分明顯:臺積電最新路線圖明確采用分岔式戰略,根據終端市場需求劃分先進工藝節點,而非追求 “一刀切” 方案。
據此,臺積電將采用全新的工藝發布策略:每年為消費級終端推出一款新工藝,每兩年為重型AI與HPC應用推出一款新工藝。
一方面,N2、N2P、N2U、A14、A13 等工藝面向智能手機與終端設備 —— 在這些領域,成本、能效、IP 復用至關重要,高度的設計兼容性備受歡迎;只要臺積電能每年推出新一代節點,小幅性能提升也可被接受。
另一方面,A16、A12 等節點面向 AI 與 HPC 應用,必須提供顯著的性能提升以 justify 技術切換成本,成本則相對次要。這些節點將集成超級電源軌(SPR)背面供電架構,以解決 AI 數據中心與 HPC 負載的供電完整性與電流傳輸限制,并帶來實打實的性能、功耗與晶體管密度提升 —— 盡管發布節奏為兩年一代。
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A13與N2U:面向消費終端的全新節點
去年臺積電推出 A14 工藝,將采用第二代環繞柵極(GAA)納米片晶體管,借助 NanoFlex Pro 技術提供更強設計靈活性,預計 2028 年成為臺積電面向高端手機與終端設備的旗艦工藝。今年,臺積電宣布推出基于 A14 的 A13。
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臺積電 A13 是 A14 的光學微縮版,旨在以最小改動進一步提升效率。A13 將線性尺寸縮小約 3%(至約 97% 比例),晶體管密度提升約 6%,同時與 A14 保持完全兼容的設計規則與電氣特性。從多個角度看,A13 延續了臺積電長期以來的光學微縮傳統(如 N12、N6、N4、N3P),只是此前這類工藝通常能帶來更顯著的收益。該方案讓臺積電客戶可幾乎無需重新設計就能復用現有 IP,只是性能提升相對有限。
A14 將實現全節點級的功耗、性能與密度升級,但芯片與 IP 設計者必須采用全新工具、IP 與設計方法才能釋放其潛力。相比之下,A13 通過設計技術協同優化(DTCO)實現漸進式提升,且無需更改任何設計即可獲得收益。A13 預計 2029 年投產。
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除 2028 年推出全新 A14 節點外,臺積電還計劃通過 N2U 為客戶提供低成本升級 N2 架構設計的途徑。N2U 是 N2 平臺的第三年延伸版本,通過 DTCO 實現:同功耗下性能提升約3%–4%,同頻率下功耗降低約8%–10%,邏輯密度小幅提升 2%–3%。該節點將保持與 N2P IP 兼容,使客戶(尤其是消費電子領域)無需切換至全新工藝即可開發新產品,避免巨額成本投入。例如,某企業若計劃 2027 年基于 N2P 高端芯片 IP 開發中端產品,可在 2028 年直接使用 N2U 實現。
張曉強稱:“我們將通過 N2U 持續擴展 2nm 平臺,借助設計技術協同優化進一步提升性能、功耗與密度。我們的戰略是在每個節點推出后持續迭代優化,讓客戶最大化設計投資回報,同時獲得漸進式的 PPA(性能、功耗、面積)收益。”
A16、A12與N2X:不計成本追求極致性能
盡管臺積電 N2 將同時面向消費終端與數據中心應用,公司也正在研發搭載超級電源軌背面供電架構的 A16 工藝,專為高性能數據中心場景定制。簡單來說,A16就是帶SPR的N2P,基于第一代 GAA 納米片晶體管,相比 N2、N2P 提供顯著的功耗、性能與密度優勢,當然成本也更高。
值得注意的是,臺積電目前將 A16 列為 2027 年量產工藝,較此前 2026 年的時間表有所推遲。
張曉強表示:“A16 將在 2026 年準備就緒,但實際產品上量取決于客戶,我們預計 2027 年進入大規模量產。這也是我們將其時間線對齊至 2027 年的原因。”
有趣的是,A16 的推出并不會取代 N2X—— 后者是 N2P 的性能增強版,采用傳統正面供電,將 N2 系列設計頻率推至極限。
A16 之后將由 A12 接棒,后者計劃 2029 年問世,預計將為臺積電數據中心級節點帶來全節點級代差優勢。盡管臺積電未披露具體數據,A12 相對于 A16 的提升幅度,可對標 A14 相對于 N2 的水平,因其將采用第二代 GAA 納米片晶體管與 NanoFlex Pro 技術。
張曉強稱:“A16 是我們第一代搭載超級電源軌(背面供電)的技術。A12 則是下一代…… 將同步微縮正面與背面結構,實現整體密度收益。”
高 NA EUV 短期內不會登場
臺積電計劃 2029 年推出的 A13、A12 工藝有一個值得關注的共同點:均無需高NA EUV光刻設備。這與英特爾形成鮮明對比 —— 英特爾 14A 及后續節點計劃于 2027–2028 年開始使用高 NA EUV 光刻機。
張曉強表示:“我必須說,我對我們的研發團隊感到驚嘆。他們持續找到不依賴高 NA EUV 就能實現工藝微縮的方法。或許未來某一天我們不得不使用它,但就目前而言,我們仍能從現有 EUV 中挖掘收益,不必轉向高 NA EUV—— 畢竟它極其昂貴。”
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