在芯片工藝制程的升級(jí)速度越來(lái)越快的時(shí)候，有半導(dǎo)體的專業(yè)人士表示：芯片的工藝制程已經(jīng)馬上就要接近一個(gè)物理上的極限。簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)，就是當(dāng)生產(chǎn)芯片的工藝制程達(dá)到了2nm、1nm之后，可能就會(huì)讓原本的“摩爾定律”失效，得不到更大的芯片性能提升。

其實(shí)專業(yè)人士的分析并不是沒(méi)有道理的，我們可以看大目前在芯片的工藝制程上，雖說(shuō)臺(tái)積電、三星等都在追求更為先進(jìn)的工藝制程，但其實(shí)升級(jí)的速度正在不斷地變得緩慢下來(lái)。那么要想延緩這樣的摩爾定律失效時(shí)間，芯片工藝制程上應(yīng)該要怎么做呢?

這個(gè)問(wèn)題，臺(tái)積電發(fā)布的新工藝制程給了我們一個(gè)很好的答案。

臺(tái)積電今天宣布了一個(gè)新的制程工藝節(jié)點(diǎn)“N4P”——看起來(lái)是4nm，但其實(shí)是5nm的又一個(gè)版本，確切地說(shuō)是N5、N5P、N4之后的第四個(gè)版本、第三個(gè)升級(jí)版，注重高性能。

臺(tái)積電稱，N4P工藝相比最初的N5工藝可提升11%的性能，或者提升22%的能效、6%的晶體管密度，而對(duì)比N4可將性能提升6.6%。

此外，N4P工藝會(huì)重復(fù)使用多層遮罩，因此可大大降低工藝復(fù)雜度，加快晶圓生產(chǎn)速度。

臺(tái)積電稱，N4P工藝是為客戶5nm工藝平臺(tái)產(chǎn)品升級(jí)準(zhǔn)備的，不但可以最大化挖掘投資價(jià)值，還可以更快、更高效地升級(jí)N5工藝產(chǎn)品。

臺(tái)積電表示，第一款基于N4P工藝的產(chǎn)品預(yù)計(jì)2022年下半年流片。

臺(tái)積電宣布推出N4P 制程工藝，這是 5nm 技術(shù)平臺(tái)的以性能為重點(diǎn)的增強(qiáng)版。據(jù)悉，該款制程N(yùn)4P 加入了業(yè)界最先進(jìn)、最廣泛的前沿技術(shù)流程組合。憑借 N5、N4、N3 和最新添加的 N4P，這也意味著臺(tái)積電的客戶將擁有更好的產(chǎn)品功率、性能、面積的選擇。

據(jù)公開(kāi)資料顯示，該款產(chǎn)品作為臺(tái)積電 5nm 家族的第三次重大改進(jìn)，N4P 將比原始 N5 技術(shù)提供 11% 的性能提升，比 N4 提升 6%。與 N5 相比，N4P 還將提供 22% 的電源效率提升以及 6% 的晶體管密度提升。此外，N4P 通過(guò)減少掩模數(shù)量降低了工藝復(fù)雜性并縮短了晶圓周期時(shí)間。

根據(jù)智慧芽數(shù)據(jù)顯示，截至最新，臺(tái)積電及其關(guān)聯(lián)公司在126個(gè)國(guó)家/地區(qū)中，共有66248件專利申請(qǐng)(詳見(jiàn)圖1)。其中，發(fā)明專利占99.27%。從專利趨勢(shì)上來(lái)看，臺(tái)積電的專利年申請(qǐng)量目前最低867件，最高7109件，整體而言臺(tái)積電的專利申請(qǐng)趨勢(shì)呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。此外，根據(jù)智慧芽專利行業(yè)基準(zhǔn)對(duì)比數(shù)據(jù)可知，可以說(shuō)基本上臺(tái)積電上述專利平均價(jià)值與行業(yè)專利平均價(jià)值相比，臺(tái)積電的行業(yè)專利平均價(jià)值要高出行業(yè)平均價(jià)值不少，只有極少數(shù)低于行業(yè)平均價(jià)值，占比30%左右。做為臺(tái)積電5奈米家族的第三個(gè)主要強(qiáng)化版本，N4P的效能較原先的N5增快11%，也較N4增快6%。相較于N5，N4P的功耗效率提升22%，電晶體密度增加6%。同時(shí)，N4P借由減少光罩層數(shù)來(lái)降低制程復(fù)雜程度，且改善晶片的生產(chǎn)周期。

從此前臺(tái)積電命名的方式來(lái)看，我們可以通俗的理解為這是4nm工藝制程。但事實(shí)卻恰好相反，臺(tái)積電所謂的新工藝制程其實(shí)只是一個(gè)5nm的升級(jí)版本。換句話說(shuō)，這個(gè)工藝制程也有性能的提升，但是沒(méi)有我們常規(guī)中所想象的那般從5nm跳躍到4nm性能提升那么大。說(shuō)句難聽(tīng)的話就是，只是把5nm的技術(shù)稍微的提升了一下，然后包裝成了所謂的4nm工藝制程技術(shù)，成就了一個(gè)4nm芯片工藝制程的假象。

目前，臺(tái)積電擁有相當(dāng)成熟的 5nm 工藝，蘋(píng)果 A15 就是基于臺(tái)積電最新 5nm 工藝打造，相比去年的 A14 性能提升，功耗降低。同時(shí)，臺(tái)積電還推出 4nm 工藝，天璣 2000 將基于 4nm 工藝打造。除此之外，臺(tái)積電 3nm 工藝可能在明年量產(chǎn)，英特爾成為該技術(shù)的最大客戶。

如今，臺(tái)積電又帶來(lái)了 N4P 工藝，相較于 4nm 也有小幅性能提升，按照蘋(píng)果樂(lè)于嘗鮮的作風(fēng)，下一代 A16 有很大概率會(huì)基于 N4P 工藝打造。先前就有傳言稱，蘋(píng)果下一代處理器會(huì)首發(fā)臺(tái)積電 3nm 工藝，但因?yàn)榧夹g(shù)限制，3nm 的量產(chǎn)時(shí)間被推遲，產(chǎn)能也無(wú)法保證，所以猜測(cè)蘋(píng)果可能會(huì)轉(zhuǎn)為更穩(wěn)妥的 4nm 工藝。如今，N4P 制程的出現(xiàn)，無(wú)疑給蘋(píng)果提供更好的選擇。

希望借此贏得明年蘋(píng)果公司A16處理器代工訂單。臺(tái)積電表示，憑借5nm(N5)、4nm(N4)、3nm(N3)、以及最新的N4P制程，將能夠?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界提供多樣且強(qiáng)大的技術(shù)組合選擇。

說(shuō)是4nm工藝，實(shí)際上N4P和此前臺(tái)積電推出的N6性質(zhì)一樣，都是當(dāng)前工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步增強(qiáng)版。從下圖能夠看出，在臺(tái)積電追隨摩爾定律的工藝節(jié)點(diǎn)推進(jìn)路線圖中，是沒(méi)有6nm這一標(biāo)識(shí)的。

從時(shí)間節(jié)點(diǎn)上我們不難看出，臺(tái)積電N4P工藝的目標(biāo)是明年蘋(píng)果A16處理器訂單。根據(jù)此前的報(bào)道，蘋(píng)果A16處理器確實(shí)將會(huì)采用臺(tái)積電4nm工藝，以此實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的性能表現(xiàn)。根據(jù)爆料消息，憑借臺(tái)積電N4P工藝，以及芯片內(nèi)部的架構(gòu)創(chuàng)新(CPU大核升級(jí)為Avalanche、小核升級(jí)為Blizzard)，A16處理器相較于A15處理器的性能提升將會(huì)達(dá)到20%以上，有爆料稱是22%。

可能有人會(huì)疑惑，此前臺(tái)積電不是說(shuō)2022年下半年大規(guī)模量產(chǎn)3nm嗎?N4P的出現(xiàn)是否意味著N3的延期，從目前的爆料消息來(lái)看，三星和臺(tái)積電的3nm進(jìn)展都不如預(yù)想中那么順利，存在漏電和性能提升不達(dá)標(biāo)等情況，預(yù)計(jì)臺(tái)積電3nm量產(chǎn)時(shí)間將推遲4個(gè)月左右，很有可能為蘋(píng)果A17處理器提供代工服務(wù)。