台积电3纳米制程将于2022年下半年量产

台积电于6月2日召开的2021年线上技术论坛上，公布了逻辑芯片工艺、特色工艺及3DFabric系统整合解决方案的最新消息。其中包括已完成3纳米制程对于智能手机和HPC(高性能计算集群)应用的支持、为5G移动网络和WiFi7应用提供RF功能的6纳米RF(N6RF)制程、支持先进车载应用的N5A制程(5纳米车用延展制程)以及3DFabric芯片封装堆叠技术SoIC的最新研究成果，并且宣布，在美国亚利桑那州斥资120亿美元的芯片工厂现已开工建设。

近两年，因为新冠疫情的影响，宅经济迅速崛起，使消费者对于科技产品体验上的需求持续高涨，进而促进了数字化产业的突飞猛进，各大芯片厂商都在趁这个时间段加紧研究更加精密、高效、稳定的芯片制造工艺。台积电作为全球最大的晶圆代工厂其技术动向受到业界关注。

台积电表示，目前已完成3纳米制程对于智能手机和HPC(高性能计算集群)应用的支持，3纳米制程提供比5纳米制程快10%到15%的速度，而功耗却能降低25%到30%，逻辑密度则提升了1.7倍，台积电一直将开发可靠且符合规范的低功耗芯片作为研发目标，并稳步实现中。在仔细评估客户的需求、技术性能和成熟度之后，3纳米制程预计在2022年投入量产。台积电表示，到那时3纳米将成为全球最先进的技术。三星在此前已经宣布研发出了3纳米工艺芯片，但因为工艺不同，两者的性能对比还不能下结论。明年势必是两大厂商的正面对决。此外，在3纳米之后，台积电还在纳米片(nanosheet)装置方面取得了重大突破，它所提供的短通道控制，为在低电压下实现良好效能提供了机会，并有望通过设计和技术优化将纳米层片的效能提高超过10%以上，并且更加稳定。

其次，在这次线上技术论坛上，台积电首次发布6纳米RF(N6RF)制程，在提供6纳米制程的内在优势的同时，特别为5GRF进行了调整。此技术能在大幅降低功耗和面积的同时，还能保持用户所需的效能、功能以及电池寿命，相较上一代的16纳米技术，新推出的6纳米RF(N6RF)技术效能提升提高了20%，而功耗和面积却减少40%。

针对车用芯片领域，基于现在用户对于车载应用的需求越来越高，台积电将已经成熟的5纳米制程技术进行延伸，推出了N5A制程来拓展车用领域。该制程可满足车载芯片所需的运算效能、功耗效率、逻辑密度、品质与可靠性等各个方面的高要求。并支持AI导向先进驾驶辅助系统(ADAS)及数字座舱，预计将于2022年第三季度面世。

另外， 3DFabric是由硅堆叠及先进封装技术，如SoIC(系统整合芯片)、InFO(整合型扇出封装技术)、CoWoS(基板上晶圆上芯片封装)组成的3D IC封装技术平台。SoIC最新技术为高密度3D小晶片(chiplet)堆叠技术。台积电表示将于 2022 年下半年开始生产。

生产方面，台积电斥资120亿美元在美国亚利桑那州建造的5纳米12英寸晶圆厂现已经开工，预计将于2024年开始量产5纳米制程芯片，月产能约2万片。此外，台积电还计划在中国台湾地区的新竹建立新厂，用于拓展2纳米制程的生产。