台积电在欧洲开放创新平台(OIP)生态系统论坛宣布,如期2026年底量产A16(1.6纳米级)制程首批芯片。
外媒Tom′s Hardware报道,新制程采台积电独家“超级电轨”(Super Power Rail,SPR)芯片背面供电(BSPDN),实现增强的电源传输及更高的晶体管密度。不过BSPDN解决某些挑战的同时,也增加其他挑战,因此需要更多设计工作。
台积电A16制程采GAAFET架构,与N2系列制程类似,并含背面电源轨道,以加强电源传输并提高晶体管密度。相比N2P制程,A16预期相同电压与复杂度下可提升8%-10%性能;相同频率与晶体管数量下可降低15%-20%功耗;芯片密度提升1.07-1.10倍。
台积电设计解决方案探索与技术基准部门主管Ken Wang表示,N2P到A16的逻辑布局转换相当直接,因为单元结构和大部分的布局模式大都相同,除了保持相同的正面结构外,A16优点在于继承N2设备宽度调制的NanoFlex功能,以实现最大的驱动强度。
台积电“超级电轨”技术通过专门的接触点,将背面电源传输网络直接连接至每个晶体管的源极与汲极,将导线长度与电阻降至最低,达到最高性能与电源效率。从生产角度来看,这是实例是最复杂的BSPDN设计之一,其复杂度超越英特尔的Power Via技术。
这代表芯片设计人员必须重新设计电源传输网络,以新方式布线,从而应用新布局布线策略,另外须进行散热缓解,因芯片热点将位于一组导线下方,增加散热难度。
Ken Wang指出,新方法涉及新热感应布线软件、新时脉树构造、不同IR-Drop分析、不同电压分布(dissimilar power domains),以及不同热分析签核等。这都需要新版EDA工具和模拟软件。
(首图来源:shutterstock)
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