一、整体战略定位:AI驱动的半导体新时代
1.1 核心观点:人工智慧(AI)正从云端扩散到边缘
AI 早期主要集中在资料中心(Data Center),如 GPT 模型训练。
台积电指出:AI 将无处不在(边缘 AI、终端设备、自动驾驶、机器人等)。
推动高性能运算(HPC)、智慧手机、汽车电子、物联网的晶圆需求快速成长。
1.2 市场预测(到2030年):
全球半导体市场规模将达?1兆美元
其中:
HPC与AI:占比?45%
智慧手机:25%
汽车电子:15%
物联网:10%
其他:5%
二、先进制程技术蓝图
2.1?A14 节点(预计2028年量产)
技术特点:
第二代奈米片电晶体(Nanosheet Transistor)
间距微缩(更紧凑布局,提升PPA)
创新元件架构 +?纳米柔性技术(提升效能与电源效率)
预计成果:
开发进度优于预期,良率已达标
超级动力轨道版本(2029):进一步强化供电能力
2.2?A16 节点(预计2026年量产)
技术特色:
使用超级供电轨(Super Power Rail, SPR)
背面供电(Backside Power Delivery):降低IR压降,增加密度
针对资料中心/HPC应用进行优化
2.3?N2系列(2025年下半年开始量产)
N2:首个大规模采用奈米片结构的量产节点
256Mb SRAM 平均良率超过90%
适合节能运算与行动装置
N2P(2026下半年):比N2更省电、效能更强
N2X(2027):专为极致效能设计,频率提升约10%
客户采用情况:
HPC/AI 导入速度快,第二年 NTO 数是 N5 的?约4倍
2.4?N3系列:FinFET 技术的巅峰与终结
N3E:已量产,良率佳,用于旗舰手机、HPC、AI
N3P(2024 Q4量产):N3E的继任版本
N3X:专为高频CPU
N3A:车用等级
N3C:入门级产品
N3 系列是最后一个 FinFET 家族,生命周期长,适用广泛
三、先进封装与系统整合技术(3DFabric?)
3.1 3D封装家族(台积电-SoIC?, CoWoS?, InFO?)
SoIC?:3D晶片堆叠技术,提升效能与带宽
N3叠N4(6um间距)→ 2025量产
A14叠N2 → 2029量产
2022年已量产
未来:
CoWoS? / InFO?:适用于高带宽记忆体(HBM)与逻辑晶片整合
SoW(System on Wafer):
晶圆级系统整合方案(SoW-X技术预计2027)
用于AI高速传输与逻辑密集运算(如H100、B200等AI芯片架构)
四、电源供应与系统能效
4.1 集成式电源解决方案(AI领域专用)
AI 功耗快速上升,运算单元进入千瓦级(kW)
台积电提出单晶片PMIC + 电感方案,电源密度为传统PCB的5倍
CoWoS-L中的eDTC/DTC技术:帮助滤波,稳定供电
五、新兴应用支援:AR、机器人
AR/VR设备需“轻薄高效”,台积电提供高密度系统集成平台
人形机器人未来对高密度晶片的需求将非常强烈
台积电布局高密度供电、高速运算、整合AI加速器与记忆体
总结:台积电技术演进路线图(2024-2030)
| 年份 | 技术节点与封装 | 应用领域 |
|---|---|---|
| 2024 | N3P、CoWoS-L、电源滤波 | 手机、HPC、AI |
| 2025 | N2、SoIC N3叠N4 | 资料中心、边缘AI |
| 2026 | N2P、A16 | 芯片密度提升、背供电 |
| 2027 | N2X、SoW-X | AI高性能整合系统 |
| 2028 | A14 | 新架构 + 纳米柔性电晶体 |
| 2029 | A14超级轨道版、SoIC A14叠N2 | 终极AI芯片整合 |
| 2030 | 晶圆级系统、高密度供电方案成熟 | 人形机器人、AR |
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