芯耀
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臺灣積體電路制造股份有限公司是中國臺灣省政府、飛利浦公司和其他私人投資者的合資企業(yè)，于1987年2月21日在中國臺灣省注冊成立。臺積電是目前全球半導體行業(yè)最大的晶圓代工廠。臺積電根據客戶自己或第三方的專有集成電路設計，使用其制造工藝為其制造半導體。臺積電提供全面的晶圓制造工藝，包括制造CMOS邏輯、混合信號、射頻、嵌入式存儲器、BiCMOS混合信號和其他半導體的工藝。臺積電還提供設計、掩模制作、探測、測試和組裝服務。
公司地址：中國臺灣新竹科學園區(qū)力行六路8號。
一、TSMC 制程技術全景解析（按節(jié)點演進）
1. 0.18μm ～ 0.13μm ～ 90nm
0.18μm (1998)：全球首個低功耗制程。極大促進了移動通信、便攜式電子設備的發(fā)展。
0.13μm (2002)：推出全球首個低k介質與銅互連整合的SoC制程，打破性能與功耗瓶頸。
90nm (2004)：全球首次在量產中應用193nm浸沒光刻（Immersion Lithography），晶體管密度和性能全面提升。
臺積電的制程技術演進示意圖如下：
2. 65nm ～ 55nm
65nm (2005)：第一個量產低功耗(LP)制程，同時推出GP、MS/RF等多種衍生制程。
55nm：65nm的簡化優(yōu)化版，尺寸更小，功耗進一步下降，適合IoT與車用市場。
特點：雙倍90nm單元密度，能效比顯著提升。
應用：智能手機、IoT設備、車載芯片、智能穿戴。
3. 40nm
40nm (2008)：首次使用193nm沉浸式光刻+超低k材料，提升性能、降低功耗。
40LP / 40ULP：特別適配智能手機、數(shù)字電視、可穿戴設備、低功耗IoT產品。
特色：當時業(yè)界最小的SRAM尺寸（0.242μm2）。
擴展技術：RF、嵌入式閃存、BCD工藝。
4. 28nm ～ 22nm
28nm (2011)：TSMC推出最完整的28nm制程家族（包括28HPC/28HPC+/28ULP等）。
22ULP / 22ULL (2018)：在28nm基礎上進一步降低功耗，針對低功耗應用如可穿戴與IoT。
應用：5G射頻、汽車雷達、IoT SoC、電池供電型消費品。
5. 20nm
20nm (2014)：全球首個采用雙重圖案化（Double Patterning）的量產制程。
特別強調晶體管與互連能效，適合高性能運算與高密度集成芯片。
里程碑：TSMC最快量產爬坡節(jié)點。
6. 16/12nm FinFET
16nm FinFET (2015)：TSMC首次引入FinFET 3D晶體管架構，大幅降低漏電流，提高效能。
12nm：16nm的性能增強版，提升密度和功耗比。
適用領域：高性能運算(HPC)、高端手機應用處理器(AP)。
7. 10nm
10nm (2017)：比16nm密度提升2.1倍，功耗降低40%。
應用：高端移動處理器。
8. 7nm (N7/N7+)
N7 (2018)：大規(guī)模量產節(jié)點，首次支持智能手機、HPC同步應用。
N7+ (2019)：首個商用EUV（極紫外光）光刻工藝的量產節(jié)點。
9. 6nm (N6)
N6 (2020)：7nm的演進版，兼容N7 IP，提升性能和密度。
適配范圍：智能手機、高性能計算、消費電子。
10. 5nm (N5/N5P/N4/N4P/N4X/N5A)
N5 (2020)：第二代EUV節(jié)點，提供最佳功耗、性能和面積（PPA）表現(xiàn)。
N5P / N4 / N4P：逐步優(yōu)化版，持續(xù)提升頻率與降低功耗。
N4X：專為HPC量身定制的加強版。
N5A：面向汽車應用優(yōu)化。
特點：適配旗艦手機、AI/HPC加速器、車規(guī)級芯片。
11. 3nm (N3/N3E/N3P/N3X/N3AE)
N3 (2022)：FinFET架構最后一代的高端制程，進一步強化PPA優(yōu)勢。
N3E / N3P：性能增強版。
N3X：針對超高性能計算（HPC）定制。
N3AE：面向車規(guī)級應用。
說明：更低功耗與更高密度，主要針對AI、服務器、車載。
12. 2nm (N2) —【即將量產：2025年】
N2：首次引入nanosheet（納米片）晶體管架構，跨越傳統(tǒng)FinFET瓶頸。
特色：
超低電阻RDL重新布線層
超高性能MiM電容器
極致能效與晶體管密度
量產時間：預計2025年。
客戶進展：主要客戶已完成2nm IP設計，開始硅驗證階段。
13. A16 (基于N2的延伸)
A16?：搭載Super Power Rail（SPR）背面供電架構。
優(yōu)勢：
速度提升8%-10%
功耗降低15%-20%
芯片密度提升7%-10%
特別適用：HPC復雜信號/密集供電需求芯片。
小結
從90nm平面晶體管到16nm/7nm FinFET，再到2nm nanosheet，TSMC持續(xù)通過架構革命，推動摩爾定律演進。
TSMC不僅做制程，還同步開發(fā)配套的IP、封裝與測試技術，形成端到端的技術生態(tài)。
延伸閱讀：
中芯國際（SMIC）的制程技術介紹
芯片銷售從入門到實戰(zhàn)：大客戶銷售成功之道
通俗理解半導體行業(yè)基礎知識（入門或轉行必備）
二、臺積電特色制程（Specialty Technologies）解讀
TSMC除了在先進工藝（N5、N3、N2節(jié)點）領先全球外，還擁有業(yè)內最完整、最強大的特色制程（Specialty Technologies）組合，廣泛應用于移動設備、汽車電子、醫(yī)療、穿戴設備、物聯(lián)網（IoT）等領域。特色制程主要包括：
1. MEMS & Sensor SoC 技術
技術內容：
2011年首創(chuàng)Sensor SoC工藝，把MEMS器件和CMOS邏輯集成在一塊芯片上，結合堆疊技術（wafer stacking）。
制程節(jié)點覆蓋從0.5μm到0.11μm。
支持G-sensor、陀螺儀、壓力傳感器、微流體、生物基因芯片等。
代表成就：
2018年推出全球首款單片CMOS-MEMS電容式氣壓計，靈敏度可探測5cm高度變化，封裝尺寸小于1mm2。
未來規(guī)劃：
開發(fā)高靈敏薄膜麥克風（Thin Microphone）。
推動MEMS Si-pillar TSV（硅通孔）技術，用于更高集成度和更小封裝。
??工程師要點：MEMS制程打通了傳感器與邏輯電路的融合路徑，大幅減小體積、功耗，并提升系統(tǒng)性能，適合高端可穿戴、導航等場景。
2. CMOS Image Sensor（CIS）技術
技術內容：
從0.5μm到12nm節(jié)點的完整影像傳感器制程平臺。
支持手機攝像頭、車載影像、機器視覺、醫(yī)療影像、安防監(jiān)控、玩具攝像頭等應用。
前沿進展：
全球快門（Global Shutter）CIS與增強近紅外（NIR）CIS，適配機器視覺和自動駕駛。
2023年臺積電幫助客戶推出了動態(tài)范圍（HDR）全球最高的CIS產品，特別強化了ADAS（高級輔助駕駛系統(tǒng)）和自動駕駛應用。
??工程師要點：臺積電在CIS領域不僅量產領先，還不斷創(chuàng)新NIR感知、HDR動態(tài)范圍、速度與能效，機器視覺與車用影像需求是未來重點。
3. Embedded Non-Volatile Memory（eNVM，嵌入式非易失性存儲器）
技術內容：
包括OTP（一次可編程）、MTP（多次可編程）、Flash、MRAM、RRAM。
eFlash平臺從0.5μm到40nm，支持消費、工業(yè)、車規(guī)級應用。
前沿進展：
2018年量產40nm車規(guī)eFlash。
推進28nm eFlash，滿足汽車電子和MCU需求。
開發(fā)40nm嵌入式RRAM，以及22nm的嵌入式MRAM（通過JEDEC高溫壽命驗證）。
??工程師要點：eNVM是IoT、MCU和汽車芯片的基礎，臺積電在低功耗、高可靠性方面深耕，RRAM和MRAM是下一代超低功耗存儲器方向。
4. RF / Mixed Signal（MS/RF）技術
技術內容：
領先的混合信號/射頻（MS/RF）制程，覆蓋5G、Wi-Fi 7、IoT無線通信。
平臺包括12FFC+ RF（N12e為基礎）、N6RF/N6RF+、16FFC RF。
應用方向：
支持毫米波（mmWave）頻段（28/39/47GHz）和汽車雷達（77/79GHz）。
引入了NCS（非導電應力）和老化模型，優(yōu)化汽車雷達功率放大器設計。
??工程師要點：5G/毫米波無線通訊和智能汽車雷達模塊，MS/RF制程直接影響芯片的連接速度、能效與可靠性。
5. 高壓（HV）制程技術
技術內容：
從0.5μm到28nm，覆蓋顯示驅動、高壓模擬應用。
28HV制程基于28HPC+平臺，支持0.9V低Vdd，集成128Mb SRAM。
應用方向：
面板驅動（OLED）、高端電視、智能手機顯示、AR/VR顯示（μOLEDoS）。
??工程師要點：HV制程是OLED顯示驅動芯片（DDIC）發(fā)展的關鍵，尤其是AR/VR小型高PPI屏幕領域需求爆發(fā)。
6. BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）功率管理技術
技術內容：
節(jié)點覆蓋0.6μm到40nm，適用于功率管理IC（PMIC）。
40nm第二代BCD技術，兼容ULP工藝（支持5-28V高壓組件）。
發(fā)展方向：
正在開發(fā)全球最先進的22nm BCD平臺，目標是降低功耗、縮小芯片面積，服務新能源汽車、服務器等高端市場。
??工程師要點：BCD技術提升電源芯片性能和集成度，是車規(guī)PMIC和移動設備供電管理芯片的重要制程。
7. Ultra-Low Power（ULP）技術平臺
技術內容：
節(jié)點包括40ULP、22ULL、N12e、N6e。
支持超低漏電（ULL）核心設備、低Vdd SRAM、超低能耗邏輯應用。
應用場景：
IoT、穿戴設備、智能家居、工業(yè)4.0、智慧城市、AI邊緣計算。
??工程師要點：ULP技術直接決定了IoT/AIoT設備的續(xù)航能力，是能源轉型、碳中和背景下芯片能效提升的核心。
總結圖表
| 制程平臺 | 主要節(jié)點 | 代表應用 | 技術特點 |
|---|---|---|---|
| MEMS | 0.5μm-0.11μm | 傳感器芯片 | MEMS與CMOS單片整合 |
| CIS | 0.5μm-12nm | 攝像頭、機器視覺 | 高動態(tài)范圍、NIR增強 |
| eNVM | 0.5μm-40nm | MCU、車規(guī)存儲 | eFlash、RRAM、MRAM |
| RF/MS | 12nm-16nm | 5G、毫米波雷達 | 高頻/高效能射頻 |
| HV | 0.5μm-28nm | OLED顯示驅動 | 高壓低功耗 |
| BCD | 0.6μm-40nm | PMIC、車載電源 | 高壓集成、低能耗 |
| ULP | 40nm-6nm | IoT、穿戴AI | 超低功耗/低Vdd |
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