台積電2021年技術論壇 4奈米提前試產、N5A支援汽車AI駕駛輔助
科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2021年6月2日
圖、台積電2021年技術論壇 4奈米提前試產、N5A支援汽車AI駕駛輔助
全球晶圓代工龍頭台積電於今日（2021.6.2）舉辦2021年線上技術論壇，揭示先進邏輯技術、特殊技術、以及3DFabric先進封裝與晶片堆疊技術最新創新成果，包括全球領先的 N5（5奈米）、N4（4奈米）、N5A（5奈米A）、以及N3（3奈米）等先進技術。
4奈米將提早一季於2021年第3季開始試產
台積電指出，自2020年推出領先業界量產5奈米技術，而N5家族之中的N4加強版，藉由減少光罩層以及與N5幾近相容設計而進一步提升了效能、功耗效率、以及電晶體密度。因此，N4開發相當順利將提早一季於2021年第3季開始試產。
台積電推出了5奈米家族新成員－N5A製程 目標支援汽車AI駕駛輔助及數位車輛座艙
台積電也推出了5奈米家族的最新成員－N5A製程，目標在更強化汽車應用於運算能力的需求，例如支援AI人工智慧的駕駛輔助及數位車輛座艙。N5A將現今超級電腦使用技術帶入車輛之中，搭載N5的運算效能、功耗效率、以及邏輯密度，同時符合AEC-Q100 Grade 2、ISO 26262和IATF16949汽車安全與品質的標準。N5A預計於2022年第三季前通過驗證。
現今，半導體和軟體在汽車已是無所不在，一輛車中可能有超過1000個半導體元件或控制器，從引擎管理系統、倒車攝影鏡頭、電池充電系統、無線連網、胎壓監測器到資訊娛樂系統等所有功能。將來，車用半導體趨勢更將扮演關鍵角色，同時有兩種主要的類型：第一種是具有專屬元件級功能的晶片，第二種是處理新運算導向工作負載的晶片。
- 第一種專屬元件級功能的晶片包括聲波感測器、功率控制器、微控制器（MCUs）、高解析度圖像感測器等產品，這些產品通常以較為成熟和特殊的半導體技術製造。一輛汽車可能搭載了數百個這類的專用晶片。
- 第二種類型的車用晶片需要更強的運算能力，例如自動駕駛、主動安全、身歷其境的資訊娛樂和無線連網功能，將最先進的半導體邏輯技術帶進汽車。
N6RF製程支援5G智慧型手機與WiFi 6/6e效能
台積電首次發表N6RF製程，將先進的N6邏輯製程所具備的功耗、效能、面積優勢帶入到5G射頻（RF）與WiFi 6/6e解決方案。相較於前一世代的16奈米射頻技術，N6RF電晶體的效能提升超過16%。此外，N6RF 針對6GHz以下及毫米波頻段的5G射頻收發器提供大幅降低的功耗與面積，同時兼顧消費者所需的效能、功能與電池壽命。
3奈米如預定於2022年下半年開始量產
台積電的N3技術在台南的Fab18廠，預定於2022年下半年開始量產，採用可靠的FinFET電晶體架構，支援最佳的效能、功耗效率、以及成本效益，相較於N5技術，速度增快15%、功耗降低達30%、電晶體邏輯密度增加達70%。
台積電尚未對外揭露2奈米試量產時程
至於，台積電目前2奈米只提到進入技術研發階段，尚未對外揭露試量產時程。2奈米預計將採用環繞閘極（GAA FET）架構，而競爭對手三星電子雖搶先在3奈米製程就採用GAA，但是其良率一直是三星心中的痛。
台積電赴美建5奈米新廠已開始興建
總裁魏哲家表示，台積電從2021年至2029年斥資120億美元在美國亞利桑那州興建新廠房計畫已開始動工，預計2024年量產5奈米製程晶片，規畫月產能為2萬片晶圓。但，先進5奈米晶片製造技術主要可運用在汽車製造商的AI人工智慧設備上，無助於目前汽車晶片缺貨問題，因汽車晶片屬於40至20奈米的成熟製程。
3DFabric系統整合解決方案
台積電持續擴展由三維矽堆疊及先進封裝技術組成的完備3DFabric系統整合解決方案。
- 針對高效能運算應用，將於2021年提供更大的光罩尺寸來支援整合型扇出暨封裝基板（InFO_oS）及CoWoS®封裝解決方案，運用範圍更大的佈局規畫來整合小晶片及高頻寬記憶體。此外，系統整合晶片之中晶片堆疊於晶圓之上（CoW）的版本預計今年完成N7對N7的驗證，並於2022年在嶄新的全自動化晶圓廠開始生產。
- 針對行動應用，推出InFO_B解決方案，將強大的行動處理器整合於輕薄精巧的封裝之中，提供強化的效能與功耗效率，並且支援行動裝置製造廠商封裝時所需的動態隨機存取記憶體堆疊。
台積電今年(2021)資本支出約為300億美元，未來3年總計達到1000億美元。(922字；圖1)
參考資料：
TSMC 2021 Online TECHNOLOGY SYMPOSIUM
台積公司發表N5A技術，為車輛帶來超級電腦的效能。台積電，2021/6/2。
台積公司舉辦2021年線上技術論壇 會中揭示創新技術。台積電，2021/6/2。
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