国产芯片验证BSPD背部供电设计:无需EUV也能用上18A同款技术
9月18日消息,国产供电在EUV光刻机一时间无法量产的芯片情况下,国产半导体芯片突围需要验证多种技术路线,验证V也除了上午提到的背部GAA晶体管结构之外,同样也在攻克BSPD背部供电技术。设计上
BSPD(也有写做PSBDN,无需Backside Power Delivery Network)跟GAA技术是同款不同的方向,GAA改变的技术是晶体管结构和性能,BSPD改变的国产供电是芯片的电路布局,可以将供电电路布置在背面,芯片释放出来的验证V也面积用于改善正面的布局。
BSPD带来的背部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设计上韬定律有异曲同工之妙),缩小了面积,无需提高了密度,同款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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