台积电正在优化下一代芯片制程N2,也就是2纳米芯片。从最近泄露的信息看,N2的能效和密度的确优于N3,但可能提升的幅度没有那么大。
不论怎样,如果单看GPU,至少还有2代的进步空间。目前GPU采用的是N5制程。照估计,AMD、英伟达都会向N3挺进,然后是N2;至于英特尔,不知道,因为它很危险,可能退出GPU竞争。也就是说,如果单看制程,未来一段时间仍然会有不错的进步。
有传闻称,不论是AMD还是英伟达下一代GPU芯片,包括英伟达RTX5090和Blackwell,未来一段时间会继续使用5nm加强版(N5P)制程,实际上相当于N4。
台积电称N2性能相比N3提升15%
按照台积电的说法,N2的性能相比N3提升15%,也就是说在相同体积内植入的晶体管增加15%。
这听起来不错,有两点需要注意。首先,N2虽然相比N3只提升了15%,但相比N5和N4提升巨大。其次,台积电声称N2的SRAM密度有提升。实际上,SARM方面的提升已经遇到瓶颈,台积电说过N3相比N5没有进步,但N2会带来惊喜。N2的密度为38Mb/mm^2,N3为33.55Mb/mm^2。
在大多芯片上,SRAM占据了很大的空间,无法缩小SRAM已经成为一个需要解决的难题,N2能在SARM方面取得进步,这的确是个好消息。
然后就是效率。台积电称,N3制程的能效提升25-30%。也就是说,同样的性能能耗会减少,相同的能则耗性能会更强。
如果进展顺利,N2芯片会在明年下半年开始零售,极有可能会出现在苹果产品上。
如果是PC,不论是AMD还是英伟达产品,在未来一段时间仍会使用5nm加强版(N5P)制程。照预计,它们的产品会在2027年进入N3,2029年进入N2,至少要到2031年年初才能真正买到。
知情者称台积电2纳米试产良率超60%
知情者透露,台积电2纳米试产良率超过60%,高于预期,明年会量产。但英特尔前CEOPatGelsinger认为,用良率这一指标来衡量不太准确,因为大的晶圆良率低,小的良率高。也就是说,台积电的所说的良率只能作为参考。
目前全球约有99%的AI芯片都由台积电生产,3纳米需求仍然旺盛,2纳米对AI客户更有吸引力。
再看对手英特尔,它的18A生产线似乎遇到麻烦,良率不到10%。当然,PatGelsinger曾驳斥了这种说法。
韩国媒体报道称,明年三星和台积电的2纳米芯片会进入量产,但台积电占据上风,它已经公布详细的试产时间表,而且正在积极扩充产能。苹果是台积电的重要客户,它会率先采用2纳米技术,AMD和英伟达随后入场。
产业人士认为,明年4月台积电会试产2纳米芯片,大规模量产要等到下半年。业界普遍认为,最先引入2纳米芯片的会是iPhone。明年下半年三星电子也会试生产,大规模量产要等到四季度。
虽然2纳米带来一些提升,但研发成本、设计复杂度也在增加。2纳米涉及到更精密的焊接技术、更出色的晶圆平整度、更好的原子层沉积(ALD)技术,大多用来制造3纳米芯片的设备都需要更换或者调校。2纳米晶圆每块约为3万美元,相当于4纳米、5纳米晶圆的2倍。
台积电董事长刘德音说:“2纳米技术的需求已经超出供给,超过了3纳米的需求。”目前台积电正在努力扩大产能。在早期阶段,台积电的目标是每个月生产50000块2纳米晶圆。
在3纳米GAA方面,三星电子遭遇挫折,它正在努力恢复元气。进入2纳米赛场,三星电子希望能优化生产效率、巩固市场地位。年初时,三星电子与日本AI创业公司PreferredNetworks签署合同,帮它生产2纳米AI芯片。
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