台积电进攻埃米芯片，主攻后头供电
（原标题：台积电进攻埃米芯片，主攻后头供电）
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来源：本体由半导体行业不雅察（ID：icbank）编译自经济时报，谢谢。
台积电在今(2024)年北好意思工夫论坛发表A16制程，进攻埃米级芯片，将哄骗「超等电轨」架构，预期能大幅种植芯片着力外，还能在延续摩尔定律前提下，不息打造更微弱芯片，其中，「晶背供电决策」更被视为台积电最新黑科技，有望不才一阶段埃米级讲和中得回来先上风，而不少外洋大厂也正插足布局，对此，《经济日报》整理联系资讯，供读者参考比拟。
把柄台积电官网资讯指出，现在研发中的A16制程是下一代的纳米片（Nanosheet）电晶体工夫，并遴荐独家「超等电轨」工夫（ SPR ；Super Power Rail），其中，包含后头供电措置决策。
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晶背供电是什么？
由于原先工夫利用后段制程，在硅晶圆正面进行IC 等元件堆叠，联系电源线、讯号线亦是如斯，不外，跟着层数越多，除了芯片本人的散热问题会被愈加突显外，供电系统进入后段制程复杂度增多，同期，也会有IR压降（IR Drop）升高的风险，若IR压降无松手，严重恐导致芯片出「Bug」，不仅如斯，大部分元件鸠集在正面，也无助于进一步缩减芯片尺寸。
对此，晶圆后头供电（ BSPDN ；Backside power delivery networks ），便是把配电网路（PDN）移到晶圆「后头」，以台积电SPR 架构诠释，利用暗示图红区图示中「VB」（通孔战争；一样指硅穿孔（TSV）），透过埋入式电源轨（ BPR；Buried Power Rail），将电源传至电子元件、前端IC等，此时势相较正面透过VD（导线）一语气，可在晶圆正面释出更多讯号网路的派遣空间，借以种植逻辑密度和着力，同期也能减低IR Drop，举座制作历程良率也会较其他决策来的高一些。
台积电A16制程晶背供电决策暗示图。图源：经济日报
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超等电轨架构显上风
套用在居品A16制程上，趋奉2纳米的纳米片电晶体，把柄台积电提供数据指出，速率将种植8至10%，功耗裁汰15至20%，芯片密度则种植至最高1.1倍，预期2026年就会安详投产。台积电亚太业务处长万睿洋先前曾在工夫论坛上喊出「3D封装达到进步1兆个电晶体」也将不再是梦。
此外，台积电诠释，自家独到的backside contact 工夫，或者保管与传统正面供电下琢磨的闸极密度（Gate Density） 、布局版框尺寸（Layout Footprint）和元件宽度转化的弹性，因此不错提供最好的密度和速率上的上风，这亦然业界始创的工夫。
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后头电轨成显学半导体巨头抢进布局
鼓吹芯片工夫节点，不仅台积电磨刀霍霍，外洋有计划中心比利时微电子有计划中心（imec）、英特尔（Intel）、三星（Samsung）齐推出新架构、工夫，并着墨后头电轨工夫，尤其Intel、 Samsung ，在线配资平台更誓词要在这范畴弯谈超车稳坐晶圆代工霸主台积电。
四大芯片供电工夫比拟。图源：经济日报
imec
imec 算是来源其余三厂，联袂安谋（Arm），在2022年IEEE 外洋超大型积体电路工夫研讨会（VLSI Symposium）中，发表BSPDN 联系工夫，透过BPR 以及纳米级硅穿孔（nTSV）一语气、折柳电源与讯号源，此工夫不仅不会占用范例单位空间，也不会损伤电晶体性能。
Intel
动作老牌外洋芯片大厂的英特尔不落东谈主后，今(2024)年2月率先发表异日四年5节点计画，其中，就包含搭载晶背供电工夫的20A、以及18A制程，前者本年就可拼量产，18A则预估来岁投产。
英特尔工夫与台积有所不同的方位在于，英特尔并未发展BPR ，而是径直以nTSV 将讯号源传至前线，并称在工夫上能达到十足将电源、讯号源折柳，既不会产生骚扰及减少布线本钱和空间，也能裁汰耗能。
Samsung
当通盘东谈主齐在布局下一代新节点，理所诚然的也不会独漏三星，公司近期在三星晶圆代工论坛」（SFF）上揭示新的晶圆代工决策，其中包括含有BSPDN 的SF2Z，以及SF1.4制程，把柄三星指出，前者最快明(2025)年就不错投产。
三星发表最新制程，其中包含晶背供电决策芯片，最快2025年就可投产。图／取自三星官网
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外洋大厂蠕蠕而动晶背供电仍存疑虑
若扫尾晶圆后头供电工夫的哄骗，关于芯片工夫节点无疑是一大跃进，不仅进一步推升逻辑IC等芯片的升级派遣，增多更多空间与着力，因为金属布线减少，拔帜树帜的金属层，将能有用裁汰功耗，此外，IR压降所需耗尽的措置本钱裁汰，异日芯片决策相较之下将更有上风。
不外，随之而来的问题亦然不言而喻的，来源，跨足晶圆后头，在工夫工艺上算是一展新梗阻，关联词在遭受散热问题时，是否也有联系的配套解法？以及，散热措置决策工夫是否也能进入晶圆后头已经未知数，倘若问题莫得得到措置，芯片恐靠近良率、着力裁汰等潜在风险。
第二，新决策有新工夫，部分决策中将诱掖金属层置于晶圆后头，放弃制程工夫欺压，却仍有可能因为晶圆后头供电网路造成拉应力作用，以致金属层剥离，同期，晶背供电的重点之一便是薄化基板，供应链、工夫是否跟得上，良率测试等等...，齐仍待进一步的计议与研发探讨。
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