本周，臺積電舉辦了 2021 年技術研討會，分享其先進邏輯技術、特殊技術、3DFabric 先進封裝與芯片堆疊等方面的最新進展，由于疫情尚未平復，臺積電依然沿用去年的線上模式舉辦這次論壇。
“數字化轉型為半導體行業開辟了一個充滿機遇的新世界，我們的全球技術研討會強調了我們增強和擴展技術組合的許多方法，以釋放客戶的創新，”臺積電 CEO 魏哲家在大會上說道。
5nm 家族添新成員，解決汽車計算需求
臺積電將其領先的工藝節點分為三個產品家族：7nm、5nm 和即將推出的 3nn 工藝節點，正如許多人在過去幾年中注意到的那樣，臺積電自 2018 年推出 7nm 節點并實現大規模量產后，在芯片制造領域超越競爭對手取得領先地位，到今天也還是如此。
迄今為止，臺積電 7nm 芯片出貨已超過 10 億顆，已經被納入越來越成熟的工藝。且隨著許多客戶遷移到更先進的工藝節點，7nm 產能增速放緩，預計 2021 年產能僅增加 14%，與曾經 16nm 工藝系列產能進展類似。與之對應的，目前代工廠主要專注于 5nm 和即將推出的 3nm 芯片產品。臺積電 5nm 工藝節點自 2020 年開始量產，為數以億計的 SoC 提供動力，一方面越來越多的公司設計更多 5nm 產品，另一方面臺積電擁有全球大約 50% 的 EUV 半導體設備，因此臺積電 5nm 進展十分順利，更是在此次技術研討會上又添新成員 ——N5A。
臺積電官方介紹，N5A 工藝旨在應對當今對計算能力需求不斷增加的汽車應用，例如支持 AI 輔助駕駛和座艙數字化，N5A 將當今超級計算機中所使用的技術引入汽車，在滿足 AEC-Q100 2 級以及其他汽車安全和質量標準的可靠性要求的同時，滿足 N5 的性能、功率和邏輯密度。
由于有臺積電汽車設計平臺的支持，N5A 計劃于 2022 年第三季度上市。
3nm 明年量產，5G 射頻將升級到 6nm
臺積電也透露了其 4nm 和 3nm 的最新進展。采用與 N5 幾乎近相同設計法則的 4nm 加強版在性能、功耗和集體管密度上均進一步提升，通過邏輯的光學微縮、標準單元庫的改進和設計規則的推動，N4 的晶體管密度較 N5 提升 6%。臺積電還聲稱，N4 自 2020 年技術研討會上宣布以來進展順利，預計 2021 年第三季度風險量產。
臺積電公布最新技術進展：5nm 家族添新成員，3DFabric 封裝持續擴展
3nm 方面，依靠業經驗證的 FinFET 晶體管架構，得以實現最佳性能、功耗和成本效益，與 N5 相比，臺積電 N3 性能提升 15%、功耗降低 30%、邏輯密度增加 70%，有望在 2022 年下半年開始量產，同時成為世界上最先進的芯片制造技術。
擁有龐大市場的手機 SoC 制程的更新換代已不足為奇，如今 5nm 已經成為旗艦手機的標配，隨著臺積電 3nm 開始量產，可以預測各家手機廠商的旗艦手機 SoC 也將更新至 3nm。不過射頻芯片沒有像手機 SoC 制程一樣頻繁升級，依然使用 16nm 左右制程，但這一局面可能會在未來有所改變。
與 4G 相比，5G 智能手機需要更大的芯片面積、消耗更多的電量才能提供更高的無線傳輸速率，支持 5G 的芯片集成很多功能和組件，尺寸變大且與電池競爭空間。因此，本次研討會上，臺積電首次推出 N6RF 工藝，將其先進的邏輯工藝的功耗、性能和面積優勢帶到 5G 射頻(RF)和 WiFi 6、WiFi 6E 解決方案中，預計 N6RF 晶體管性能將比上一代 16nm 射頻技術高出 16% 以上。
此外，臺積電還稱，N6RF 支持低于 6GHz 和毫米波頻段的 5G 射頻收發器，降低功耗和面積，且不會影響為消費者提供的性能、功能和電池壽命臺積電 N6RF 還將增強 WiFi 6/6E 的性能和電源效率。
持續擴展 3DFabric 先進封裝
臺積電還公布了其在先進封裝方面的最新進展。
在高性能計算應用領域，臺積電將在 2021 年為其 InFO_oS 和 CoWoS 封裝解決方案提供更大的光罩尺寸，從而為小芯片和高帶寬內存集成提供更大的二維平面。此外，臺積電的 SoIC-CoW 預計今年完成 N7 對 N7 的驗證，并將于 2022 年在全新的全自動化晶圓廠中開始生產。
在移動應用領域，臺積電推出 InFO_B 解決方案，制造將強大的移動處理器集成在薄而緊湊的封裝中，性能增強、電源效率變高，并支持移動設備制造商在鳳裝飾的 DEAM 堆疊。
值得注意的是，在同期舉行的 Computex 大會上，AMD 展示了其 3D 小芯片的首個應用，并稱通過與臺積電的密切合作，其 3D 小芯片技術比當前的 3D 封裝解決方案耗能更少，堆疊更靈活。AMD 同時表示，有望在 2021 年底之前開始生產具有 3D 小芯片的高端計算產品。
