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臺積電公布最新路線圖:A12、A13、N2U工藝技術發布,2029年之前不使用High-NA EUV

2026-04-23 來源:愛集微
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關鍵詞: 臺積電 技術路線圖 制程工藝 芯片制造

臺積電(TSMC)周三(4月22日)在其2026年北美技術研討會上公布了截至2029年的通用制造技術路線圖。此次發布的重點包括:1.2nm和1.3nm級制程(分別命名為A12和A13)、對N2家族的意外延伸N2U,以及在2029年前不計劃采用High-NA EUV光刻技術。或許最值得關注的是,公司進一步明確了多路徑并行推進新節點開發的策略。

“去年我們發布了A14,作為最先進的第二代納米片(nanosheet)技術,計劃于2028年投產,”臺積電業務發展與全球銷售高級副總裁兼副COO Kevin Zhang表示。

“今年我們推出了A14的衍生版本,包括A13和A12,均計劃在2029年投產。A13是在A14基礎上的漸進式優化,主要通過光學縮放實現,在保持完整設計規則和電氣兼容性的同時,實現約6%的面積縮減,使客戶僅需極少重新設計即可受益。”

改變游戲規則

歷史上,臺積電的大部分收入來自智能手機行業,但近年來,AI和HPC(高性能計算)已反超手機業務。這一變化清晰體現在其路線圖中:臺積電將先進制程按終端市場需求進行“分軌”規劃,而非“一刀切”。具體來說,公司將繼續每年為客戶端應用推出一個新節點,同時每兩年為重負載的AI和HPC應用推出一個新節點。

一方面,N2、N2P、N2U、A14、A13等制程主要面向智能手機和客戶端設備——這些市場更看重成本、能效和IP復用,對設計兼容性要求高,可以接受漸進式改進,只要能保持每年一個新節點的節奏。

另一方面,A16和A12等面向AI和HPC的節點,則必須提供顯著性能提升以支撐技術遷移,成本相對不那么敏感。這類節點引入了Super Power Rail(SPR)背面供電技術,以解決AI數據中心和HPC負載的供電完整性和電流輸送問題,并在性能、功耗和晶體管密度方面帶來實質性提升,但更新節奏為兩年一次。

A13與N2U:面向客戶端的新節點

去年臺積電推出了A14制程,基于第二代GAA納米片晶體管,并通過NanoFlex Pro技術提供更高設計靈活性,預計將于2028年用于高端智能手機和客戶端芯片。今年發布的A13則是在A14基礎上的延續。

A13是A14的“光學縮版”,以最小擾動換取額外效率提升。其線性尺寸縮小約3%(約為原來的97%),帶來約6%的晶體管密度提升,同時保持與A14完全一致的設計規則和電氣兼容性。從某種意義上看,這延續了臺積電以往通過光學縮放優化制程的傳統(如N12、N6、N4、N3P),盡管此次提升幅度相對有限。這種方式使客戶可以幾乎無需重新設計即可復用IP,但性能提升也相對漸進。

A14本身可在功耗、性能和密度上實現全面提升,但需要全新的工具、IP和設計方法;相比之下,A13通過DTCO(設計-技術協同優化)實現增益,無需更改設計即可獲得改進,預計于2029年量產。

此外,臺積電還將推出N2U,為客戶提供低成本升級路徑。N2U是N2平臺的第三年延伸版本,通過DTCO可實現:同功耗下性能提升約3%–4%,或同速度下降低功耗約8%–10%,并帶來約2%–3%的邏輯密度提升。該節點與N2P IP兼容,使客戶無需遷移到全新制程即可開發新產品,避免高昂成本。

例如,如果某公司在2027年基于N2P開發高端產品IP,那么可以在2028年利用N2U打造中端產品。

Zhang表示:“我們通過N2U持續擴展2nm平臺,通過DTCO提升性能、功耗和密度。我們的策略是在節點推出后持續優化,讓客戶在獲得漸進式PPA收益的同時,最大化設計投資回報。”

A16、A12與N2X:不惜成本追求極致性能

雖然N2將同時用于客戶端和數據中心,臺積電還在推進A16,該節點引入SPR背面供電,專為高性能數據中心應用打造。本質上,A16可視為帶SPR的N2P,采用第一代GAA納米片晶體管,在性能、功耗和密度方面優于N2/N2P,但成本更高。

值得注意的是,A16目前被列為2027年節點(相較此前2026年略有延后)。

Zhang解釋稱:“A16將在2026年具備量產準備,但實際產品放量取決于客戶,我們預計在2027年進入規模生產,因此按該時間表對齊。”

同時,A16并不會取代N2X。N2X是N2P的高性能版本,采用傳統正面供電,用于將頻率推至極限。

A16之后,將由A12接棒(預計2029年推出),為數據中心級節點帶來完整世代升級。雖然臺積電未披露具體數據,但預計A12相對A16的提升,類似于A14相對N2的躍升——其將基于第二代GAA納米片晶體管與NanoFlex Pro技術。

“ A16是我們首個采用SPR背面供電的技術,”Zhang表示,“A12將是下一代,在正面和背面同時持續縮放,以實現整體密度提升。”

High-NA EUV暫無計劃

一個值得注意的點是,臺積電2029年的A13和A12制程均不需要High-NA EUV光刻設備。這與英特爾的路線形成鮮明對比,后者計劃從2027–2028年的14A節點開始采用High-NA EUV。

“我對我們的研發團隊感到非常驚訝,”Zhang表示,“他們不斷找到在不使用High-NA的情況下推進技術縮放的方法。未來某一天可能會用到,但目前我們仍能從現有EUV中獲得收益,無需轉向成本極高的High-NA。”(校對/李梅)