正如台積電上周宣布的，該公司將於今年稍後開始採用N3P 製造流程進行大批量生產，這將是該公司一段時間內最先進的節點。明年事情會變得更有趣，因為台積電將擁有兩種製程技術，當它們在2025 年下半年進入大批量製造(HVM) 時，它們實際上可以相互競爭。

生產節點為N3X（3 奈米級，注重極限性能）和N2（2 奈米級）。台積電表示，與N3P 相比，N3X 製造的晶片可以透過將Vdd 從1.0V 降低至0.9V，在相同頻率下降低功耗7%，在相同面積下提高性能5%，或將電晶體密度提高約相同頻率下10%。同時，與前代產品相比，N3X 的主要優勢在於其最大電壓為1.2V，這對於桌面或資料中心GPU 等超高效能應用非常重要。

台積電的N2 將是台積電首個採用全柵(GAA) 奈米片電晶體的生產節點，這將顯著提升其性能、功率和麵積(PPA) 特性。與N3E 相比，在N3 上生產的半導體可將其功耗降低25% – 30%（在相同的電晶體數量和頻率下），將其性能提高10% – 15%（在相同的電晶體數量和功率下），並將電晶體密度提高15%（在相同的速度和功率下）。

雖然N2 在功耗和晶體管密度方面肯定是台積電無可爭議的冠軍，但在性能方面，N3X 可能會挑戰它，尤其是在高電壓下。對於許多客戶來說，N3X 還將受益於使用經過驗證的FinFET 電晶體，因此N2 在2025 年下半年不會自動成為台積電的最佳節點。

明年，台積電將再次提供兩個針對普遍相似的智慧型手機和高效能運算應用的節點：N2P（效能增強的2 奈米級）和A16（具有背面供電的1.6 奈米級）。

與最初的N2 相比，N2P 的功耗預計將降低5% – 10%（在相同的速度和電晶體數量下），性能預計將提高5% – 10%（在相同的功耗和電晶體數量下）。同時，與N2P 相比，A16 的功耗有望降低高達20%（在相同的速度和電晶體數量下），性能有望提高高達10%（在相同的功耗和電晶體數量下），電晶體密度有望提高高達10%。

請記住，A16 具有增強的背面供電網絡，因此它很可能成為注重性能的晶片設計師的首選節點。但當然，使用A16 會更昂貴，因為背面供電需要額外的工藝步驟。

先進工藝，將留在台灣

中國台灣新任科技部長吳正文表示，他相信台積電能夠保護其專有的先進技術，並在向國際擴張的同時繼續在台灣建設其尖端晶圓廠。根據彭博社報道，吳正文保證，儘管台積電在全球發展，但其最先進的技術開發仍將在台灣得到保障。

台積電在台灣生產了世界上大多數最先進的處理器，但最近該公司改變了策略，將製造業務主要留在台灣，並在美國建立晶圓廠生產先進晶片，在日本生產相當先進的處理器，並在歐洲生產專用晶片。

吳強調，雖然台積電承諾在海外擁有先進的製造能力，但它首先在台灣建立這些技術，確保最關鍵的開發留在台灣。台積電近期也證實，其海外晶圓廠複製了台灣首次採用的技術和工藝配方。

吳表示，台積電將維持在台灣的主要研發業務，並強調公司在擴張的同時會遵守國際法規，科技委員會將支持台積電和台灣的半導體產業。

這次疫情凸顯了可靠半導體供應的重要性，促使各國確保自己的晶片生產能力。因此，台灣的外交和技術接觸增加，許多國家向台灣示好以確保供應或吸引投資。吳的委員會在新一輪科技外交浪潮中扮演核心角色。

吳也強調了台灣科技實力在島內的益處。科技創新中心旨在利用科技促進台灣的社會和文化進步。例如，該組織計劃鼓勵開發更有效率的電源晶片，以支持永續產業。能源效率是台灣關注的重點，而這一領域的進步是當務之急。

台積電全球工廠複製計劃

在上週舉行的歐洲技術研討會上，台積電透露了其全球超級晶圓廠製造計劃的一些細節，該計劃是該公司在其多個超級晶圓廠站點複製其製造流程的策略。

目前，大型跨國晶圓廠需要有一套流程來複製其設施，這一點已被充分記錄。由於Gigafab 尺寸的擴大意味著縮小，晶片製造商需要能夠快速將新的和更新的製造工藝移植到其他設施，以達到其必要的吞吐量，並避免出現多個季度的瓶頸來自必須重新調整晶圓廠。

而英特爾則擁有一個著名的「精確複製」計劃，這是該公司的主要競爭優勢之一，它允許其在世界各地的晶圓廠之間共享工藝配方，以最大限度地提高產量並降低性能波動性。同時，隨著台積電在世界各地建立額外的產能，它已經到了需要一個類似計劃的地步，以便迅速最大限度地提高其在日本和美國新晶圓廠的產量和生產力。在某些方面，台積電的計畫甚至比英特爾更進一步，更重視永續性和社會責任。

台積電晶圓廠營運副總裁YL Wang 表示：「正如去年研討會上提到的，[全球超級晶圓廠製造] 是一個強大的全球製造和管理平台。我們實現了單一晶圓廠管理，以確保我們的超級晶圓廠在全球範圍內實現一致的營運效率和生產品質。

談到製程技術的改進，主要有兩種機制：持續製程改進(CPI) 以提高產量，以及統計製程控制(SPC) 減少性能變化。為此，該公司擁有多種內部技術，這些技術依賴於基於機器學習的製程控制、持續品質測量和各種生產力改進方法。借助全球Gigafab 製造，台積電可以使用CPI 和SPC 透過在不同站點之間共享知識來提高全球範圍內的產量和性能。

「當我們將一項技術從台灣移植到亞利桑那州時，無論是晶圓廠的設置、流程控制系統，一切實際上都是從台灣複製的，」業務開發和海外營運辦公室高級副總裁兼副聯席營運長張凱文說在台積電。

台積電尚未開始在其位於德國、日本和美國的晶圓廠生產晶片，因此該代工廠以多快的速度將其Fab 23（位於日本熊本）和Fab 21（位於日本熊本）的良率提高到台灣水平仍有待觀察。亞利桑那州），他們將於2024 年和2025 年開始運營，但隨著全球Gigafab 製造計劃的到位，這很可能會遲早發生。