距离2028年下半年量产还有约两年半,台积电A14(1.4纳米级)制程的器件性能和256Mb SRAM良率均已逼近90%。台积电董事长魏哲家在7月16日法说会上透露的这一数据,意味着A14的成熟速度大幅领先于同期的2纳米N2制程。

三个月:性能涨5个百分点,良率涨10个百分点

今年4月,A14制程已达到超过85%的目标晶体管性能,256Mb SRAM良率超过80%。仅仅三个月后,两项数据双双逼近90%——器件性能提高了约5个百分点,SRAM良率提升了近10个百分点。

对比N2制程同期表现,差距更为明显。2023年4月,N2的目标器件性能刚过80%,256Mb SRAM良率仅超50%。直到2024年4月,N2才实现器件性能超90%、SRAM良率超80%。也就是说,A14在同一开发阶段的表现,比N2快了大约一整年。

第二代GAA晶体管是关键变量

A14之所以能跑出这样的速度,核心原因在于晶体管架构的代际差。N2是台积电首个采用全环绕栅极(GAA)纳米片晶体管的制程,2023年开发时缺乏生产经验。而A14采用的是第二代GAA器件,可以充分利用N2开发及产能爬坡过程中积累的晶体管设计、制程优化和制造经验。

消息称台积电已解决了A14与N2中的大量良率瓶颈。不过需要留意的是,256Mb SRAM取得较高良率,只能说明高度重复的测试结构缺陷密度较低、制程均匀性良好,不能直接等同于商用处理器也能达到同样的功能良率和参数良率。

性能提升10%-15%,功耗降低25%-30%

与N2制程相比,A14在相同功耗下性能预计提升10%至15%;在相同频率和设计复杂度下,功耗预计降低25%至30%;逻辑密度增加超过20%,混合设计的晶体管密度提升约20%。

A14采用台积电第二代纳米片晶体管和全新标准单元架构(NanoFlex™ Pro),目标是同时提升性能、能效与晶体管密度。值得注意的是,A14并未搭载背供电技术Super Power Rail——该技术将首度在A12制程上亮相,预计2029年量产。

手机、AI、HPC客户全面导入,流片进度超前

客户端的响应同样积极。魏哲家明确表示,在智能手机、AI和高性能计算领域,台积电均观察到客户的强烈兴趣。客户的新设计流片工作正在推进,且进度快于计划。

具体客户方面,联发科已被确认为A14制程的早期导入名单成员;Marvell宣布将采用A14制程生产下一代芯片;Socionext计划于2026年9月流片基于A14的多核器件,瞄准数据中心AI SoC。

A14家族蓝图:A13、A12接力2029年

台积电首次完整披露了A14家族的技术路线图。A13是A14的进化版本,通过97%光缩技术可节省超6%的芯片面积,设计规则与A14向下兼容,客户IP可顺畅迁移。A12则是A14系列中首度导入Super Power Rail背供电技术的版本,可进一步提升AI GPU、AI ASIC及HPC芯片的PPA表现。A13与A12均规划在2029年量产。

魏哲家表示,A14和衍生技术A13、A12将推动A14成为一个比N2规模更大、生命周期更长的制程世代。距离量产仍有两年半,器件性能和SRAM良率却已双双逼近90%,只要客户设计及时完成,台积电便有可能提前启动A14大批量生产。A14的进度,正在重新定义先进制程的开发节奏。