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!
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