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2024-07-09 | 科技島

2奈米製程技術之爭 英特爾三星和台積電



2奈米製程技術之爭 英特爾三星和台積電


為努力縮小晶片尺寸並提高能源效率,英特爾、三星和台積電之間的競爭正在加劇,三家公司都努力在研發晶背供電技術。


編譯/莊閔棻




為努力縮小晶片尺寸並提高能源效率,英特爾三星台積電之間的競爭正在加劇,三家公司都努力在研發晶背供電技術,凸顯了該領域的快速發展步伐,晶背供電技術的採用將帶來著半導體製造的新時代,能提高電源效率、減少干擾和推動半導體製造,可能改變人工智慧(AI)晶片市場和未來行動應用處理器的發展,隨著英特爾、三星和台積電等晶片製造商在這一領域的不斷進步,業界有望看到高效的設計、AI應用性能的提升,及晶片架構和製造工藝創新的新機遇。





2奈米製程技術之爭 英特爾三星和台積電
英特爾、三星和台積電之間的競爭正在加劇,三家公司都努力在研發晶背供電技術。(圖/123RF)



發展晶背供電技術




隨著電晶體變得越來越小,工程師面臨許多技術挑戰,如果不解決這些挑戰,就可能會對電子設備的性能和可擴展性產生連鎖反應,傳統的前端供電方法,會使電路和電源線擁擠,進一步阻礙小型化,材料的物理限制,引起量子隧道效應和散熱問題。




更多新聞:英特爾與台積電的晶片競爭:戰略與挑戰




因此為增強人工智慧(AI)晶片市場競爭力,英特爾、三星和台積電都努力要在 2 奈米節點採用所謂的「晶背供電技術」(Backside Power Delivery),這項創新有望透過將供電網路重新定位到矽晶圓的背面,解決了前側供電方法的一些固有限制,如功率效率低和信號干擾高的問題,並為更先進的電子設備提供了新的設計可能性。




在該技術上,英特爾目前領先,並將在今年率先實現商業化,而三星和台積電的目標則是到 2025 年實現量產,半導體產業對這項技術的變革性影響充滿期待,不論是哪家公司率先推出該技術,都將帶領半導體產業的轉變。




三大半導體公司的發展




為顯著提高晶片性能和效率,英特爾今年就將透過其 PowerVia 解決方案,將晶背供電技術商業化,成為第一個將晶背供電商業化的公司,但同時,三星和台積電也正在該技術上迅速取得進展,三星將其商業化時間提前至 2025 年(原計畫為 2027 年),表明該公司在晶背電力傳輸技術的開發方面進展迅速,而有報導稱,三星可能會從 1.7奈米製程開始實施該技術,其中 2奈米製程將是重點,然而,到目前為止台積電一直對其計畫保持沉默,保密開發進度。




英特爾 PowerVia為突破性技術




英特爾的 PowerVia 技術透過將電力傳輸網路重新定位到矽晶圓的背面,解決傳統製造的挑戰,這種功率傳輸與訊號路徑的解耦,提高了電池利用率並實現了 90% 以上的效率,對於高密度和高性能 AI 和圖形應用非常重要,透過將電源佈線移至背面,英特爾簡化了製造流程並改善了熱管理,能維持高密度電路的性能和可靠性。




英特爾的創新方法在其 PowerVia 測試晶片中得到了展示,帶來降低平台電壓和頻率性能的顯著改進,這些增強功能對於AI晶片非常重要,可確保高效能運算任務穩定且有效率的供電,英特爾即將推出的 Arrow Lake 桌上型 CPU ,就將採用英特爾 20A 節點和 PowerVia 技術,突顯了該公司對這項突破性創新的承諾。




參考資料:Electro Pages



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