A TSMC anunciou sua tecnologia de processo de classe 1,6nm de ponta em seu Simpósio de Tecnologia Norte-Americano 2024. Este novo processo de fabricação A16 será o primeiro nó de produção da classe Angstrom da empresa, prometendo superar seu antecessor, N2P, por uma margem significativa. A inovação mais importante da tecnologia será a sua rede traseira de fornecimento de energia (BSPDN).
Assim como os nós da classe 2 nm da TSMC (N2, N2P e N2X), o processo de fabricação da classe 1,6 nm da empresa dependerá de transistores de nanofolha gate-all-around (GAA), mas ao contrário dos nós atuais e da próxima geração, este usa entrega de energia traseira chamada Super Power Rail. As inovações de transistor e BSPDN permitem melhorias tangíveis de desempenho e eficiência em comparação com o N2P da TSMC: o novo nó promete uma taxa de clock até 10% maior na mesma tensão e um consumo de energia 15% – 20% menor na mesma frequência e complexidade. Além disso, a nova tecnologia poderia permitir uma densidade de transistor 7% a 10% maior, dependendo do design real.
A inovação mais importante do processo A16 da TSMC é a introdução do Super Power Rail (SPR), uma sofisticada rede de distribuição de energia traseira (BSPDN). Essa tecnologia é adaptada especificamente para processadores de IA e HPC que tendem a ter fiação de sinal complexa e redes densas de fornecimento de energia.
O fornecimento de energia traseira será implementado em muitas tecnologias de processo futuras, pois permite um aumento na densidade do transistor e melhor fornecimento de energia, o que afeta o desempenho. Entretanto, existem várias maneiras de implementar um BSPDN. O Super Power Rail da TSMC conecta a rede de fornecimento de energia traseira à fonte e dreno de cada transistor usando um contrato especial que também reduz a resistência para obter o máximo desempenho e eficiência de energia possíveis. Do ponto de vista da produção, esta é uma das implementações BSPDN mais complexas e é mais complexa do que o Power Via da Intel.
A escolha da implementação do power rail traseiro talvez seja o motivo pelo qual a TSMC decidiu não adicionar esse recurso às suas tecnologias de processo N2P e N2X, pois tornaria o uso dos nós de produção consideravelmente mais caro. Enquanto isso, ao oferecer um nó de classe de 1,6 nm com transistores de nanofolha GAA e SPR, bem como nós de classe de 2 nm apenas com GAAFETs, a empresa terá agora dois nós distintos que não competirão entre si diretamente, mas oferecerão vantagens distintas para diferentes clientes. .
O cronograma de produção do A16 indica que a produção em volume do A16 começará no segundo semestre de 2026. Portanto, os produtos reais fabricados pelo A16 provavelmente serão lançados em 2027. Este cronograma posiciona o A16 para competir potencialmente com o nó 14A da Intel, que será o nó 14A da Intel. nó mais avançado da época.