台積電A16製程突破晶背供電技術　超車英特爾搶攻AI晶片新戰場

(圖/ 中華超傳媒 AI圖片)

台積電A16製程在晶背供電技術取得突破，透過超級供電軌架構強化晶片效能與功耗表現，進一步在埃米級製程競爭中拉開與英特爾的技術差距。這項技術預計於今年第4季量產，也讓台積電在AI與高效能運算晶片市場的先進製程布局再添籌碼。

台積電A16製程成為先進製程競爭新焦點

台積電A16製程近期傳出技術進展，根據《電子時報》19日報導，台積電已成功開發並驗證A16製程，採用超級供電軌（Super Power Rail）晶背供電架構，在埃米級CMOS平台中取得先進布局。

這項技術突破的核心，在於重新安排晶片的供電路徑。傳統晶片主要透過正面金屬層完成訊號與電力傳輸，隨著製程持續微縮，電源與訊號線路彼此競爭的問題更加明顯，也成為先進製程進一步提升效能時的重要限制。

台積電A16則把供電網路移往晶片背面，再透過垂直背面接點，將電力直接送往電晶體的源極與汲極。如此一來，可以降低正面金屬層受到供電網路占用的空間，並為電晶體與訊號線路留下更多設計彈性。從製程演進角度來看，這代表晶背供電已不只是實驗室技術，而開始成為下一世代先進邏輯製程競爭的重要戰場。

A16效能、功耗與晶片密度同步提升

台積電此次A16製程的另一項關鍵，在於並未單純追求更小線寬，而是從供電架構切入改善整體晶片效能。依據目前提供的資料，A16相較N2P製程，在相同功耗條件下，運算速度可提升約8%至10%；如果維持相同運算速度，功耗則可降低15%至20%，同時晶片密度提升約8%至10%。

這些指標對AI加速器與高效能運算（HPC）晶片尤其重要。AI晶片在運算量快速增加的同時，也面臨功耗、散熱與電力傳輸效率等問題。晶片效能提升如果伴隨更高耗電，最終仍可能受到資料中心電力與散熱能力限制。

因此，晶背供電的價值不只在於提升峰值效能，更在於讓晶片設計者能在效能、功耗與面積之間取得更好的平衡。台積電A16預計今年第4季開始量產，若量產進度符合規畫，晶背供電將從製程研發進一步進入商業化階段。

英特爾先發PowerVia　台積電則從製程整合追趕

晶背供電並非台積電首度提出的技術。英特爾過去率先推出PowerVia晶背供電技術，試圖藉由將電力傳輸移至晶片背面，改善先進製程的供電效率。

但兩家公司採取的技術路徑並不完全相同。根據目前資訊，英特爾在PowerVia測試過程中，需要針對既有單元架構進行調整，包括接腳數量與金屬間距等設計變更。台積電A16則強調在維持N2P閘極密度與NanoFlex設計彈性的同時導入晶背供電。

這使得A16的競爭重點不只是「有沒有晶背供電」，而是如何把晶背供電與既有電晶體架構、密度及設計平台整合。換句話說，先進製程的競賽正在從單純追求電晶體密度，逐步轉向供電架構、訊號傳輸、功耗以及設計彈性等系統層級的整合能力。

三星也加入晶背供電競賽　先進製程進入架構競爭

除了台積電與英特爾，三星電子也正在推進晶背供電技術。目前資訊顯示，三星正針對SF2製程開發晶背供電方案，其技術路徑可能與英特爾較為接近。這意味著晶背供電已逐漸從單一公司的技術差異，演變成全球主要晶圓代工與先進製程業者共同競逐的關鍵技術。

這場競爭的背景，是AI、高效能運算及資料中心需求快速提高。當電晶體持續縮小，單純透過製程微縮取得效能提升的難度同步增加，如何處理供電與訊號傳輸，將直接影響下一代晶片能否進一步提高運算效率。因此，台積電A16的意義不只是一個新製程節點，而是反映先進半導體產業競爭模式正在改變。

AI晶片成A16商業化重要觀察指標

從應用面來看，A16最值得關注的市場仍是AI與高效能運算。AI加速器需要大量電力支援高速運算，晶片內部的供電效率將直接影響效能表現。若晶背供電能夠降低供電路徑限制，同時釋放正面金屬層空間，對高密度AI運算晶片設計將具有一定吸引力。

不過，真正決定A16競爭力的仍是量產後的良率、客戶採用程度與實際產品效能，而非單一技術指標。

台積電、英特爾、三星的下一戰：從製程微縮走向供電架構

晶背供電的出現，顯示先進半導體製程正進入新的競爭階段。過去市場衡量先進製程，往往聚焦製程節點、電晶體密度與效能功耗改善；但當製程逐步進入埃米級，供電效率與晶片內部互連架構的重要性快速提高。

台積電A16透過晶背供電與既有N2P、NanoFlex架構結合，試圖在效能、功耗及密度之間取得更佳平衡；英特爾則已有PowerVia先發優勢，三星也正在推進相關技術。

因此，真正的競爭結果仍要等到各家技術進入大規模量產後才能判斷。對台積電而言，A16能否順利量產並獲得AI與HPC客戶採用，將是觀察其下一階段先進製程領先幅度的重要指標。

中華超傳媒

(文/ 記者 郭紋雅)