台积电N2对比英特尔18A工艺:SRAM密度成为主要优势
SRAM单元在台积电(TSMC)3nm制程节点上,与5nm制程节点基本没有分别。采用N3B和N5工艺的SRAM位单元大小分别为0.0199μm²和0.021μm²,仅缩小了约5%,而N3E工艺更糟糕,基本维持在0.021μm²,这意味着几乎没有缩减。不过上个月有报道称,随着新一代2nm制程节点的到来,引入GAA晶体管架构,SRAM单元缩减问题似乎看到了曙光。

据TomsHardware报道,根据ISSCC 2025 Advance Program的信息,英特尔的Intel 18A工艺在SRAM单元密度上明显低于台积电的N2工艺,与N3E及N5工艺相接近。对比Intel 18A工艺,SRAM单元的密度将成为N2工艺的主要优势。
数据显示,Intel 18A的SRAM位单元大小为0.021μm²,比起Intel 4的0.024μm²有所提升,而更早之前的Intel 7为0.0312μm²。不过N2所采用的HD SRAM位单元尺寸已缩小到约0.0175μm²,从而使SRAM密度达到38Mb/mm²,与Intel 18A拉开了差距。虽然Intel 18A也采用了GAA晶体管架构,但是效果似乎并没有那么明显,至少在SRAM单元缩减上是这样的。SRAM的另一个关键特征是功耗,暂时还不清楚Intel 18A与N2在这个指标上的情况,也就无法比较了。
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现代的CPU、GPU和SoC在处理数据的时候都将SRAM用于各种缓存,尤其是针对人工智能(AI)和机器学习(ML)的工作负载,配备大容量缓存已成为趋势。展望未来,对缓存的需求只会增加,SRAM单元缩减成为了推进制程节点的一个重要指标。要不是工艺越先进、成本越高,但是缓存越大,SRAM占用的面积没有减少甚至更大,会进一步推高了芯片的成本。
台积电选择在3nm制程节点推出FINFLEX技术,就是为了缓解SRAM方面的问题。另外一种比较现实的解决办法是采用小芯片设计,将容量较大的缓存分解到成本较低的工艺上单独制造芯片,AMD的3D V-Cache技术就是大家熟悉的应用之一。