在今日舉行的北美技術(shù)研討會(huì)上,臺(tái)積電正式發(fā)布新一代半導(dǎo)體制造工藝A14(1.4nm級(jí)),標(biāo)志著先進(jìn)制程競(jìng)賽邁入亞原子尺度時(shí)代。該工藝較計(jì)劃2025年量產(chǎn)的2nm制程,在相同功耗下性能提升15%、能效優(yōu)化30%,邏輯密度增加超20%,預(yù)計(jì)2028年投入量產(chǎn)。臺(tái)積電CEO魏哲家宣稱(chēng),A14將成為“AI時(shí)代的核心基石”,為智能手機(jī)端側(cè)智能、自動(dòng)駕駛及量子計(jì)算鋪路。

技術(shù)突破:1.4nm如何改寫(xiě)芯片規(guī)則?
A14制程的核心創(chuàng)新在于突破傳統(tǒng)FinFET結(jié)構(gòu)限制,采用臺(tái)積電自主研發(fā)的“環(huán)繞柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管”(GAAFET)進(jìn)階版。該技術(shù)通過(guò)三維堆疊納米片,實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的電荷控制,從而在同等電壓下提升晶體管開(kāi)關(guān)速度。據(jù)臺(tái)積電披露,A14的晶體管密度較2nm工藝提升22%,單個(gè)芯片可集成超過(guò)1000億個(gè)晶體管,為生成式AI模型部署提供硬件基礎(chǔ)。
“1.4nm不僅是尺寸縮小,更是能效范式的顛覆?!迸_(tái)積電研發(fā)負(fù)責(zé)人張曉強(qiáng)指出,A14通過(guò)改進(jìn)光刻膠材料和EUV(極紫外光刻)曝光精度,將芯片運(yùn)行功耗降低30%,這對(duì)功耗敏感的移動(dòng)端AI應(yīng)用至關(guān)重要。例如,搭載A14的智能手機(jī)可在本地實(shí)時(shí)運(yùn)行百億參數(shù)大模型,無(wú)需依賴(lài)云端算力。
量產(chǎn)挑戰(zhàn):良品率與生態(tài)協(xié)同
盡管A14技術(shù)參數(shù)亮眼,但其量產(chǎn)難度遠(yuǎn)超前代。臺(tái)積電坦言,當(dāng)前原型片良品率為65%,雖優(yōu)于預(yù)期,但仍需突破材料穩(wěn)定性與熱管理難題。行業(yè)觀察者指出,1.4nm制程需配套全新光刻機(jī)、封裝技術(shù)及EDA工具鏈,產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同周期可能長(zhǎng)達(dá)18個(gè)月。
為加速落地,臺(tái)積電計(jì)劃2026年在臺(tái)灣竹科園區(qū)建成首座A14專(zhuān)用晶圓廠,并同步推出配套的CoWoS-L封裝方案,支持多芯片異構(gòu)集成。此外,臺(tái)積電將與英偉達(dá)、AMD合作開(kāi)發(fā)A14適配的AI軟件棧,確保硬件性能充分釋放。
產(chǎn)業(yè)沖擊:半導(dǎo)體軍備競(jìng)賽升級(jí)
A14的發(fā)布或?qū)⒅厮苋蛐酒?jìng)爭(zhēng)格局。三星電子此前宣布2026年量產(chǎn)1.4nm工藝,但臺(tái)積電憑借GAAFET專(zhuān)利儲(chǔ)備及客戶(hù)訂單優(yōu)先權(quán),已搶占技術(shù)制高點(diǎn)。英特爾雖計(jì)劃2027年推出1.4nm等效RibbonFET工藝,但其代工市場(chǎng)份額不足10%,短期內(nèi)難以撼動(dòng)臺(tái)積電主導(dǎo)地位。
“A14將加劇AI芯片代工集中化。”市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)TechInsights分析師鮑勃·奧唐納(Bob O'Donnell)表示,“高性能計(jì)算客戶(hù)可能進(jìn)一步向臺(tái)積電傾斜,而中小廠商將面臨更高的技術(shù)準(zhǔn)入門(mén)檻。”值得注意的是,臺(tái)積電A14初期產(chǎn)能將優(yōu)先供應(yīng)蘋(píng)果、英偉達(dá)等戰(zhàn)略客戶(hù),用于下一代M4芯片及B100 GPU。
AI終端化:智能手機(jī)的“設(shè)備智能”革命
臺(tái)積電強(qiáng)調(diào),A14的終極目標(biāo)是釋放端側(cè)AI潛力。借助該制程,智能手機(jī)可在本地完成實(shí)時(shí)語(yǔ)音翻譯、圖像生成及隱私數(shù)據(jù)分析,無(wú)需依賴(lài)云端。魏哲家透露,已有客戶(hù)計(jì)劃基于A14開(kāi)發(fā)“類(lèi)腦計(jì)算”芯片,模擬人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)低功耗AI推理。
Counterpoint Research預(yù)測(cè),2028年A14制程芯片將驅(qū)動(dòng)全球端側(cè)AI芯片市場(chǎng)規(guī)模突破1200億美元,占整體AI芯片需求的45%。Counterpoint分析師林科宇指出:“A14可能催生新型智能終端——既具備手機(jī)便攜性,又擁有PC級(jí)算力的‘AI個(gè)人助理’?!?/p>
爭(zhēng)議與隱憂(yōu):摩爾定律的終點(diǎn)?
盡管A14被視為摩爾定律的延續(xù),但行業(yè)對(duì)物理極限的擔(dān)憂(yōu)日益加劇。1.4nm制程已逼近硅原子的0.3nm直徑,量子隧穿效應(yīng)導(dǎo)致的漏電風(fēng)險(xiǎn)陡增。臺(tái)積電坦承,A14需依賴(lài)新型二維材料(如二硫化鉬)及GAA架構(gòu)補(bǔ)償性能損失,但材料可靠性仍需驗(yàn)證。
“1.4nm之后,芯片創(chuàng)新將轉(zhuǎn)向異構(gòu)集成與3D堆疊。”Gartner分析師艾倫·普里斯特利(Alan Priestley)認(rèn)為,“單純追求制程微縮的經(jīng)濟(jì)效益正在下降,臺(tái)積電需在先進(jìn)封裝與芯粒技術(shù)上尋找新增長(zhǎng)點(diǎn)?!?/p>
結(jié)語(yǔ):通向AI終端的“最后一納米”
從2nm到1.4nm,臺(tái)積電的技術(shù)躍進(jìn)折射出半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)AI算力的極致追逐。然而,當(dāng)芯片制程逼近物理極限,真正的挑戰(zhàn)或許不在于“如何造更小的晶體管”,而在于“如何讓芯片更智能地服務(wù)于人類(lèi)”。A14的誕生既是技術(shù)里程碑,也是行業(yè)反思的契機(jī)——在追求算力巔峰的路上,如何平衡能效、成本與可持續(xù)性,將成為下一代芯片創(chuàng)新的核心命題。
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