Tiến trình 2nm của TSMC : Hiệu suất vượt trội, giảm tiêu thụ điện năng tới 35%

Tại IEDM 2024, TSMC giới thiệu công nghệ 2nm mới, giảm 35% tiêu thụ điện năng và tăng 15% hiệu suất so với 3nm nhờ công nghệ GAA và cải tiến mật độ SRAM lên tới 38Mb/mm².

TSMC đã chính thức công bố chi tiết về tiến trình công nghệ 2nm bao gồm các thông số kỹ thuật và hiệu suất ấn tượng: so với tiến trình 3nm, mật độ bóng bán dẫn tăng 15%, hiệu suất cải thiện 15% ở cùng mức tiêu thụ điện năng, và khi hiệu suất giữ nguyên mức tiêu thụ điện năng giảm từ 24% đến 35%. Đây là lần đầu tiên TSMC áp dụng công nghệ bóng bán dẫn GAA (Gate-All-Around) dạng nano lá giúp tối ưu hóa độ rộng kênh và cân bằng giữa hiệu suất và hiệu quả năng lượng.

Quy trình mới còn kết hợp công nghệ NanoFlex DTCO, một kỹ thuật tối ưu hóa thiết kế liên kết, cho phép phát triển các đơn vị thấp hơn, tiết kiệm năng lượng hơn hoặc có hiệu năng cao hơn. TSMC 2nm cũng tích hợp thế hệ thứ ba của các cặp cực N-type và P-type, hỗ trợ 6 mức điện áp ngưỡng (6-Vt) trong khoảng 200mV. Nhờ những cải tiến này, tốc độ I/CV của bóng bán dẫn nanolá N-type và P-type tăng lần lượt 70% và 110%. 

So với bóng bán dẫn FinFET truyền thống, công nghệ nano lá mới của TSMC ở mức điện áp thấp 0.5-0.6V có khả năng cải thiện đáng kể hiệu suất năng lượng, tăng tần số hoạt động lên khoảng 20%, và giảm tiêu thụ điện năng ở chế độ chờ khoảng 75%. Mật độ SRAM cũng đạt kỷ lục mới, khoảng 38Mb/mm². TSMC còn áp dụng quy trình MOL (Middle of Line) và BEOL (Back End of Line) mới, giúp giảm 20% điện trở, cải thiện hơn nữa hiệu suất năng lượng.

Đáng chú ý, lớp kim loại đầu tiên (M1) hiện có thể hoàn thành với một bước khắc (1P1E) và một lần chiếu sáng EUV, giúp giảm đáng kể độ phức tạp của quy trình và số lượng mặt nạ quang học. Đối với các ứng dụng tính toán hiệu suất cao, TSMC 2nm còn tích hợp tụ điện SHP-MiM siêu cao với dung lượng khoảng 200fF/mm², cho phép hoạt động ở tần số cao hơn.

TSMC cho biết, kể từ tiến trình 28nm, sau 6 thế hệ cải tiến, hiệu suất năng lượng trên mỗi đơn vị diện tích đã tăng hơn 140 lần!

Nguồn: zol

Xem thêm: Samsung sẽ thuê TSMC sản xuất chip Exynos?

Xin mời các bạn độc giả tham khảo danh sách những chiếc điện thoại với cấu hình cao cấp, đang được bán tại CellphoneS với mức giá hết sức hợp lý nhé!

[Product_Listing categoryid="3" propertyid="" customlink="https://cellphones.com.vn/mobile.html" title="Danh sách điện thoại đang được quan tâm nhiều tại CellphoneS"]