半导体技术竞赛进入白热化阶段,全球晶圆代工龙头台积电与 IDM 巨擘 Intel 在先进制程的角力备受瞩目。近期,半导体研究机构 TechInsights、SemiWiki 释出最新分析报告,针对台积电 N2 2 奈米级别,以及 Intel 18A 1.8 奈米级别两大尖端制程进行深入剖析与正面对比,揭示了两者在技术上的诸多细节与优势差异,引发业界高度关注。

18A 制程进展顺利,N2 量产箭在弦上,两大尖端制程下半年正面交锋

Intel 方面,18A 制程被视为重返晶圆代工领导地位的关键一步。根据 Intel 官方说法,18A 制程进展顺利,预计将在今年下半年投入量产。首款採用 18A 制程的产品,代号 Panther Lake,将锁定讲求轻薄效能的笔记型电脑行动装置市场。

另一方面,台积电 N2 制程的量产进度亦不遑多让,同样预计在今年下半年进入大规模量产阶段。首发客户预料仍将由科技巨擘苹果 (Apple) 拿下,而 AMD 旗下的 Zen 6 架构处理器,亦传闻将採用台积电 N2 制程打造。

晶体管密度大比拚:N2 制程展现更高集成度

在晶片制造领域,晶体管密度是衡量制程技术先进程度的重要指标之一。根据研究报告显示,台积电 N2 制程在高密度标準单元 (HD standard-cell) 电晶体密度方面,达到每平方毫米 3.13 亿个的惊人水準,明显超越 Intel 18A 制程的每平方毫米 2.38 亿个,以及三星 SF2 (原名 SF3P) 制程的每平方毫米 2.31 亿个。

值得注意的是,上述数据仅为标準单元电晶体的统计结果。在实际晶片设计与应用中,不同制程节点往往会採用独特的设计规则与弹性架构,例如台积电的 FinFlex、NanoFlex 等创新技术,允许客户根据产品需求,在电晶体单元的密度、效能、功耗之间进行最佳化权衡。因此,不同产品最终採用的电晶体单元类型,可能涵盖高密度 (HD)、高效能 (HP)、低功耗 (LP) 等多种选项。

效能潜力对决:18A 制程有望后来居上?

效能表现方面,TechInsights 报告推测,Intel 18A 制程在效能上可能较台积电 N2、三星 SF2 制程更具优势。然而,如同晶体管密度比较,实际产品的效能表现,仍高度取决于晶片设计、架构优化等诸多因素。

TechInsights 的效能推估方法,係以台积电 N16FF 16 奈米、三星 14 奈米制程作为效能基準,再依据各家厂商宣称的制程效能提升幅度,进行推算。此种推估方式,或可能存在一定程度的误差,实际情况仍有待验证。

值得关注的是,Intel 18A 制程导入了 PowerVia 背面供电技术,这项创新技术被视为提升晶片效能的关键。PowerVia 技术将电源线路移至晶片背面,正面空间则完全用于布建讯号线路,大幅降低讯号传输阻抗,进而提升晶片的效能与能源效率。相较之下,台积电 N2 制程并未採用类似的背面供电技术。

功耗表现各有千秋,能效优势鹿死谁手?

功耗表现方面,TechInsights 初步分析认为,台积电 N2 制程在省电性上,可能优于三星 SF2 制程。能效表现向来是台积电的传统强项,N2 制程预期将延续此一优势。

至于 Intel 18A 制程的功耗表现,目前仍有待进一步观察。然而,凭藉 PowerVia 背面供电技术的加持,以及 Intel 在制程技术上的持续精进,外界普遍相信,18A 制程的功耗表现应不致于太差。

台积电 N2 与 Intel 18A 两大尖端制程的首度正面交锋,预示着半导体产业新一轮技术竞赛的正式展开。台积电 N2 制程在晶体管密度上展现优势,象徵着在晶片集成度方面更具潜力;Intel 18A 制程则凭藉 PowerVia 背面供电技术,剑指效能巅峰。