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2026年11月12日 星期四

A16埃米製程是什麼?1.6奈米只是名字:用閘極間距看懂真實尺寸

A16埃米製程是什麼?1.6奈米只是名字:用閘極間距看懂真實尺寸

A16埃米製程是什麼?1.6奈米只是名字:用閘極間距看懂真實尺寸

重點先講:台積電把 1.6 奈米叫成 A16,不是因為電晶體真的縮到 1.6 奈米,而是整個產業換了一把尺。從 28 奈米之後,製程名字就不再對應晶片上任何一個真實尺寸;它是一個「世代代號」,代表比上一代更密、更省電、更快。這篇用真實的間距數字,帶你看名字和物理差了多遠。

原始貼文在這:FB:台積電不叫1.6奈米,改叫A16埃米製程

發生了什麼

  • 單位換算:1 奈米 = 10 埃米(Å),所以 1.6 奈米 = 16 埃米,台積電稱 A16;更下一代 1.4 奈米稱 A14。
  • 第一槍是 Intel:2021 年 7 月把路線圖改名為 Intel 20A、18A,宣告「埃米時代」。台積電在 N2 之後跟進。
  • 時程有變:台積電原本說 A16 在 2026 下半年量產;2026 年技術論壇改口「2026 年製程就緒,但量產看客戶,排在 2027」。A14 為 2028,A13/A12 為 2029。
  • 延伸閱讀:台積電 N2 奈米片怎麼「浮」起來,N2 GAA 奈米片製程解析。
一句話分清楚:
製程名字(N2、A16、18A)=行銷世代代號。
真實尺寸=閘極間距(CPP)、金屬間距(MP)、單位面積電晶體數。
兩者從 28 奈米之後就脫鉤了。
工程重點 1:1.6 奈米大概只排得下 7 個矽原子

矽晶體的原子鍵長約 0.235 奈米,晶格常數約 0.543 奈米。作者換算:1.6 ÷ 0.235 ≈ 6.8,也就是一條真正 1.6 奈米寬的線,大約只有 7 個原子並排。到這個尺度,量子穿隧會讓電子直接「穿牆」漏電,開關根本關不緊。所以沒有人真的在做 1.6 奈米寬的閘極。

工程重點 2:真正的尺寸要看兩個間距

Intel 的 Mark Bohr 在 2017 年就建議用「閘極間距 × 最小金屬間距」來比密度。IEEE 的 IRDS 路線圖(2024 版)把「2 奈米」寫成 閘極間距 48 nm、金屬間距 22 nm。作者換算:48 ÷ 2 = 24,光是閘極間距就是名字的 24 倍;若拿 A16 的 1.6 來比,就是 30 倍。台積電 N3 公開過的數字也是同一個量級(N3 閘極間距 45 nm、N3E 金屬間距 23 nm);N2 的論文則沒有公布間距。

工程重點 3:名字變小,靠的不只是「縮」

既然線寬縮不太動,進步從哪來?N2 換成 GAA 奈米片,閘極四面包住通道;A16 再加上 背面供電 Super Power Rail,把電源線搬到晶圓背面,正面空間留給訊號。台積電官方數字:A16 對比 N2P,同功耗速度 +8–10%、同速度功耗 −15–20%、晶片密度 1.07–1.10 倍。注意這是「混合密度」(50% 邏輯、30% SRAM、20% 類比),不是單純把線縮小。

工程重點 4:那為什麼還要叫 A16?

因為名字是給客戶和市場看的「世代刻度」。從 3、2 往下,再叫 1.6、1.4 很像在擠牙膏;換成埃米,數字又變回整數、往下還有空間。這不代表技術是假的,A16 的效能和功耗進步是真的,只是它來自結構(GAA、背面供電、DTCO),不是「線寬 = 1.6 奈米」。看製程時,請直接比 密度、功耗、效能 三個數字,別比名字。

還缺什麼/待核

  • 台積電沒有公開 N2/A16 的閘極間距與金屬間距;本文的 48/22 nm 是 IRDS 路線圖的通用值,不是台積電實測。
  • A16 量產時程已從 2026 下半年調整為 2027,實際導入看客戶(HPC 為主)。
  • 「約 7 個原子」「24 倍/30 倍」為作者換算,用來說明尺度,不是任何製程的實際線寬。
  • 各家命名不能直接比:Intel 18A、三星 SF2、台積電 N2/A16 的密度要看實際量測報告。

延伸影片

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你以為 TSMC 的 CoWoS 只有一種嗎?其實是三種!你以為 TSMC 的 CoWoS 只有一種嗎?其實是三種!

當線寬縮不動,你覺得下一把尺會是什麼?電晶體密度、每瓦效能,還是乾脆不再用長度命名?留言聊聊。

資料來源:TSMC 官網 HPC 先進製程頁;Tom's Hardware〈TSMC unveils process technology roadmap through 2029〉;SemiEngineering〈TSMC Tech Symposium 2026, By The Numbers〉;Silicon Almanac〈What "2 nm" means〉(IRDS 2024);Intel 2021-07 路線圖;FB 粉專原文。標示「作者換算」者非官方數字。
原始貼文在這:https://www.facebook.com/1147074221177116/posts/1156230876928117
本文由 vkinngworld/@vkinng 整理。這題在粉專討論很熱,歡迎來留言:FB 粉專「PLC」