25/04/2025
AI晶片製程再突破!台積電A14橫空出世,Intel 18A王者歸來夢碎,半導體技術競賽升溫!
預計明年登場的iPhone 18,其處理器將會採用台積電(TSMC)的2奈米製程「N2」。昔日半導體霸主英特爾(Intel)宣稱,其1.8奈米製程「18A」將優於台積電的「N2」,使該公司重奪製程領先位置。但隨著台積電發表可用於製造更高速AI晶片的嶄新製程技術「A14」,令英特爾的豪言頓成空話!究竟「A14」在技術上有何突破之處?對Intel又會造成甚麼衝擊呢?
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A14比N2提速15%省電30%
台積電於4月23日在美國加州聖克拉拉(Santa Clara)舉行首場2025年技術論壇(Technology Symposium),發表先進製程技術「A14」——這個名字代表其核心製程為14埃米(Angstrom),相等於1.4奈米。台積電表示,希望藉由全新製程提供更快的運算力,幫助企業推動AI轉型,並強化智能手機的AI功能。
台積電表示,「A14」製程研發進度順利,良率甚至超越原定目標。(圖片來源:台積電官網)
A14製程使用第二代GAA(Gate-All-Around)環繞閘極奈米片電晶體,再搭配可微調電晶體配置的NanoFlex Pro架構。此架構可讓晶片設計師調整電晶體的空間配置,能夠針對特定應用實現最佳功耗、效能、面積的組合。如此一來,客戶將獲得更高的設計彈性,進而優化晶片功耗與運算力。
相比起N2製程,A14在相同功耗下可提高15%的運算速度,在相同速度下則可減少30%的電力消耗,並增加20%以上的邏輯密度。A14可以廣泛應用於智能手機、高效能運算、數據中心、以及車用電子等範疇;尤其是在AI加速運算上,A14具備高效能與低能耗的優勢,可以提升裝置的板載AI能力(On-board AI Capabilities),滿足高能源效率與低延遲的雙重需求。
SoW-X封裝高出40倍運算力
台積電表示,目前A14製程開發進度順利,良率表現優於預期,計劃在2028年開始投產;預計A14製程將會在2029年後推出最高效能版本「A14X」、以及成本優化版本「A14C」。至於N2製程,將在2025年稍晚在台灣高雄和新竹廠房量產。
將於2025年稍晚推出的「N2」製程,將成為台積電未來兩年的主力產品;預計1.6奈米的「A16」會在2026年底面世,更先進的「A14」則會在2028年登場。(圖片來源:台積電官網)
除製程技術躍進外,台積電亦發表了全新封裝技術「System on Wafer-X」(SoW-X),可在單一封裝中整合16顆大型運算晶片、記憶體晶片、以及高速光學互連技術,並為這些晶片提供數千瓦的功率,組成比現時主流CoWoS封裝高出40倍運算力的晶圓尺寸系統。
目前輝達(NVIDIA)旗艦級圖像處理器(GPU)Blackwell由2顆大型晶片拼接而成,而2027年推出的Rubin Ultra則由4顆晶片組成,可見台積電的SoW-X已技壓NVIDIA。台積電表示,SoW-X計劃在2027年投入生產。
Intel 18A性能稍勝台積電N2
為抗衡台積電,Intel將於2025下半年推出18A製程。它既採用RibbonFET GAA晶體管技術,能夠精確控制電流,又率先使用業界首創的背面供電技術「PowerVia」,把供電線路改由晶片背面進入電路。此舉不但有效解決訊號干擾和電壓降問題,有助提高4%的等效電源效能,還讓電路板正面可以騰出更多空間作布線之用,令密度和單元利用率增加5%至10%。
根據市場研究機構TechInsights的評測,Intel 18A性能值是2.53,高於台積電N2的2.27與三星(Samsung)SF2的2.19,可見在2奈米製程節點中Intel暫時領先。
與上代製程Intel 3相比,18A的每瓦效能提高15%,在相同晶片面積下可容納多出30%以上的晶體管。(圖片來源:Intel官網)
英特爾宣布,Intel 18A已進入風險性試產(Risk Production),代表已來到初步少量試產的階段。投資機構KeyBanc Capital Markets分析師約翰·文(John Vinh)指出,Intel 18A的良率與缺陷密度已達到可以接受水平,並有望取得任天堂Switch 3遊戲主機的GPU訂單。除此以外,NVIDIA與博通(Broadcom)已基於Intel 18A進行製造測試,而超微半導體(AMD)也在評估此製程是否符合其生產要求。
Intel次世代處理器用N2製程?
值得留意的是,英特爾仍會是Intel 18A的主要採用者,公司內部產品使用此製程生產的比例將高達7成。Intel新任執行長陳立武表示,計劃在2025年下半年量產18A,酷睿Ultra 300系列「Panther Lake」處理器將採用18A製程進行生產,預計內建新處理器的筆記簿型電腦將於2025年底前上架。
Intel執行長陳立武表示,Intel 18A較台積電更早導入背面供電技術,CPU將以7成自製率為目標。(圖片來源:Intel官網)
然而,從供應鏈流出的消息指,Panther Lake的運算核心會採用Intel 18A製程,但圖像處理核心與系統單晶片(SoC)則會委託台積電代工生產;2026年上市的次世代處理器「Nova Lake」,部分運算核心更會外包給台積電以N2製程生產。Intel一直對外宣稱18A優於台積電N2,假如此事屬實,無異於自打嘴巴。
事實上,AMD已宣布其第六代EPYC「Venice」處理器將採用台積電N2製程生產;2026年面世的iPhone 18系列A20處理器也會使用N2製程。至於Intel 18A,除自家產品確定使用外,暫時仍未接到任何外部訂單。
半導體產業專家指出,Intel 18A在技術和效能上跟台積電3奈米製程「N3P」相當,意味著Intel在先進製程研發上依然落後於台積電,而另一主要對手三星的2奈米技術則有良率偏低問題,所以對運算力有高要求的客戶持續向台積電N2下單;加上現時台積電製程研發已推展至A14的境界,充分顯示該公司在先進製程上處於領先全球的位置,未來幾年仍是無人能敵。
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