根據台積電官網說明,隨著先進製程複雜度持續提高,單靠電晶體微縮已難以持續改善PPA(效能、功耗、面積)表現,DTCO成為關鍵,其核心概念在於讓晶片設計與製程技術從開發初期就同步協同優化,以提升效能、降低功耗、增加電晶體密度,同時兼顧成本與量產良率。目前DTCO技術也已延伸至NanoFlex、先進封裝與3D IC等領域。

台積電指出,2奈米(N2)製程已正式量產,並導入NanoFlex架構,透過「Merge OD」設計,在相同電壓下可提升15%運算速度,或在相同效能下降低15%功耗。至於次世代A14製程,則採用升級版NanoFlex Pro架構,首度導入「1.5倍Cell Height Merge OD」設計,相較N2可再提升10%至15%效能,同時讓晶片面積縮小20%,並全面支援Super Power Rail背面供電技術,以提升整體供電效率與PPA表現。

記憶體設計方面,台積電也持續推進SRAM DTCO技術。吳建德表示,N2P導入NanoSheet與hybrid dual-rail SRAM設計後,可降低最低操作電壓(Vmin),相較傳統single-rail架構,Vmin可降低超過200毫伏(mV),同時節省40%能耗。N2U則在維持IP相容性的情況下,相較N2P可再提升3%至4%效能,並降低8%至10%功耗。

台積電目前也已完成A14 V0.5版本EDA(電子設計自動化)工具布局,涵蓋數位設計、時序驗證、實體驗證與類比模擬等功能。台積電並與EDA夥伴合作,導入AI-enhanced APR flow與agentic AI flow,希望透過AI提升晶片設計效率、生產力與PPA表現。

先進封裝方面,台積電已量產全球最大5.5倍光罩尺寸CoWoS,並持續朝超過14倍光罩尺寸推進,以滿足AI算力快速成長需求。吳建德指出,隨著CoWoS尺寸放大、SoC數量增加,以及SoIC堆疊技術演進,預估2024年至2029年間,單一CoWoS中的AI運算電晶體數量將增加超過48倍,SoC數量也將由2顆提升至超過24顆。

在HBM方面,單一CoWoS中的HBM頻寬預計同期提升34倍,主要受惠HBM數量由8顆增加至24顆,並由HBM3升級至HBM4E,同時HBM base die也將導入N3P製程。

此外,台積電也積極布局矽光子COUPE技術,透過垂直堆疊電子(EIC)與光子(PIC)晶片,打造高密度光學引擎(OE),以支援AI伺服器scale-up與scale-out需求。吳建德表示,COUPE可提升5倍至10倍功耗效率、降低10倍至20倍延遲,同時縮小封裝體積。

面對AI晶片封裝功耗持續攀升,台積電也同步推進Power Delivery與Thermal DTCO技術,透過MIM與EDTC電容設計降低4倍電壓突降問題,並結合無上蓋封裝、高銅載板與熱點分散等散熱技術,可降低40%熱阻。

作者簡介

呂承哲

壹蘋新聞網財經科技記者,專注半導體、AI與新能源產業,追蹤台積電、輝達及台廠電子供應鏈動態,並解析市場投資趨勢。


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