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近日 , 台积电本周发布了一种全新的制程工艺 , 命名为N4X 。
这是一种专为高性能计算产品量身定制的全新工艺 , N4X比5nm工艺有更高的晶体管密度 , 并且能够承受更高的电压 , 实现更高的频率 。
这种全新的N4X工艺对服务器CPU和SoC尤其有用 。
【台积电|台积电发布超高性能工艺,频率干翻下一代,与普通玩家毫无关系】并且台积电承诺 , N4X甚至可以实现比下一代N3工艺(即3nm工艺)更高的频率 。
那么 , 台积电是如何在4nm(N4)工艺上推出N4X的呢?
在晶体管尺寸逐渐缩小的时候 , 触点 , 也就是图中的Contact , 也必须跟随着逐渐缩小 , 这就带来一个问题 , 金属触点缩小意味着电阻值增加 , 这就导致功率升高 , 也就是发热 。
不同的制造商选择了不同的技术路线来这解决这个问题 , 英特尔最直接 , 更换了金属触点的材料 , 把钴换成了钨 。
而包括台积电在内的其他制造商 , 则选用了选择性沉积钨的技术来制造金属触点 。
虽然 , 这些改良方法几乎适用于所有类型的芯片 , 但台积电仍然找到了一些途径 , 可以进一步改善高性能计算产品的效率 。
这就是台积电N4X工艺的独家优势 , N4X应该说是最先进的支持高性能计算的先进制程工艺 , 并且出现的时间似乎相当早 。
台积电官方数据显示 , 与使用N5(5nm)制造的芯片相比 , 其N4X的频率可以提高15% , 与最先进的N4P相比 , N4X生产的芯片频率也可以提高最多4% 。
并且 , N4X可以超频 , 以提高驱动电压 , 获得更高的频率 , 一般来说 , 在手机SoC这样的产品上 , 超频是一件比较危险的事情 , 它们的电路难以承受较高的电压 。
我们用苹果制造的M1系列SoC来举个例子 , M1由N5工艺打造 , 其核心频率为3.2Ghz , 那么在N4X工艺下 , 理论上频率可以提高到3.7Ghz , 带来15.6%的提升 。
不过 , 这项技术也不是游戏玩家或者手机用户能够享受到的 , 说白了 , 没必要 。
N4X说到底还是用于高性能计算芯片和SoC , 例如数据中心、服务器的芯片 。
众所周知 , 数据中心和服务器的发热量和耗电量巨大 , 过去许多年以来 , 服务器的功耗一直在增加 , 并且没有任何停止的迹象 。
再者 , N4X的发布也不会让这种现象有任何的改变 , 运用N4X的产品就是尽可能地提供更高的性能 , 不会过分考虑发热和功耗问题 。 通常来说 , 服务器厂商和使用者会为其设计专门的散热系统 。
台积电官方对N4X非常看好 , 其副总裁张晓强表示 , N4X是台积电超高性能半导体“X”的第一个 , 并且还会使用先进封装技术相结合 , 以后X系列产品性能还会更强 。
台积电预计 , N4X将在2023年风险量产 , N4X投放市场 。
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