台积电董事长刘德音日前表示,2020年已进入5G及无所不在运算的时代,市场对于人工智慧(AI)及5G的数位运算效能提升永不满足,世界因为科技创新持续转变并向前迈进。
刘德音表示,5G技术同时带来大数据及AI运算,先进制程则让芯片进行更具能源效率的运算。例如台积电为联发科代工的7nm 5G手机芯片天玑1000,运算效能是12 nm 4G手机芯片Helio P90的2倍,下载速度更是提升8倍。为超威代工的7 nm第二代EPYC服务器处理器,运算效能是上代14 nm第一代EPYC处理器的2倍以上,但功耗却反而大幅降低50%。台为辉达代工的7 nm A100绘图处理器因运算效能大幅提升,成本与前代产品相较仅十分之一,耗电量只有前代产品的二十分之一。为赛灵思代工的7 nm Versal ACAP的运算效能,几乎等于22个16 nm可程序逻辑闸阵列(FPGA)。
刘德音谈到,半导体制程微缩正在驱动能源效率的提升,7 nm微缩至5 nm可以提升13%运算速度、降低21%功耗,5 nm微缩至3 nm可提升11%运算速度及降低27%功耗。而要推动制程微缩,除了采用先进的极紫外光(EUV)微影技术,还包括电晶体架构及半导体材料的创新。
刘德音表示,未来几年半导体技术进入3 nm及更先进制程,会采用新的电力晶体架构及材料、更优化的EUV技术、以及新的系统架构及3D整合等。台积电近日放出3nm量产目标,到2022年下半年单月产能提升至5.5万片,2023年单月再达到10万片。同时据wccftech报道,台积电在2nm半导体制造节点的研发方面取得了重要突破,将采用差分晶体管设计,有望在2023年中期进入2nm工艺的试生产阶段,并于一年后开始批量生产。
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