快科技 9 月 18 日消息,在 EUV 光刻机一时间无法量产的情况下,国产半导体芯片突围需要验证多种技术路线,除了上午提到的 GAA 晶体管结构之外,同样也在攻克 BSPD 背部供电技术。
BSPD(也有写做 PSBDN,Backside Power Delivery Network)跟 GAA 技术是不同的方向,GAA 改变的是晶体管结构和性能,BSPD 改变的是芯片的电路布局,可以将供电电路布置在背面,释放出来的面积用于改善正面的布局。
BSPD 带来的好处同样是多方面的,缩短了供电路径(这点上跟华为提出的韬定律有异曲同工之妙),缩小了面积,提高了密度,背部的空间还可以大幅降低压降,开关频率更高,也就是性能更强了。
BSPD 技术在不同的技术口径下对 PPA(性能功耗面积)的改善有10-30%,Intel 在当前量产的 18A 工艺中率先使用了 BSPD 技术,他们的名字是 PowerVia,对密度及电路利用率提升了 10%,压降降低了 30%。

台积电原计划是在 2nm 节点的 N2 工艺上才量产 BSPD 技术的,他们用的名字为 SRR(Super Power Rail),但最新的计划是在 A16 工艺上才会使用 SRR 技术,NVIDIA 的下一代 GPU Faymman 架构会首发 A16,该工艺适合高性能 HPC,不太适合移动处理器。
三星之前也计划在 2nm 节点用上 BSPD 技术,不过实际上并没有,随着 1.4nm 节点进度调整,估计不会很快见到该技术量产。
回到本文话题,国内的几家半导体技术及设备龙头也在研发 BSPD 技术用于 7-5nm 节点工艺,涉及到了 SMIC、AMEC、Naura 三家公司,其中一个是国产工艺的龙头,2 个是半导体设备的龙头,研发 ALD 原子沉积设备已经通过了验证。
不过最终的量产时间还没确定的信息,应该不会很快,不论是 GAA 还是 BSPD 技术对工艺的改动都很大,而且有利有弊,不可能会很顺利,真正量产估计要等未来的等效 2nm 工艺节点,毕竟其他几家都是在 2nm 或者 18A 节点才量产这个技术的。
多说一句,在绕过 EUV 量产等效 5nm、3nm、2nm 甚至比较遥远的 1nm 工艺上,国内的半导体公司是认真的,但是这也跟研发 EUV 光刻机并不冲突,不同的路线是互补而非互斥。
EUV 及更深一步的 High NA EUV 使用起来代价也很大,不用 EUV 也能制造出先进芯片,这些技术搞定了,就会是台积电、Intel、三星等公司不具备的竞争优势。

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责任编辑:宪瑞


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