台积电N4X工艺是专为高性能计算(HPC)产品定制的新制造工艺,在高压下具有极高性能,可实现更高频率,尤其适用于服务器CPU和SoC。 以下是对该工艺的详细解读:
与使用N5制造的类似电路相比,N4X节点的时钟频率最高可提高15%。
与使用N4P节点生产的IC相比,在1.2V下运行时的频率最高可提高4%。
N4X可以实现超过1.2V的驱动电压以获得更高时钟,例如在N5上制造的Apple M1系列SoC以3.20GHz运行,若使用N4X生产,理论上可被推到3.70GHz左右或更高频率。

通常用于HPC应用的处理器和SoC不是使用高密度库设计的,N4X虽未明确与N5系列其他成员比较晶体管密度,但能很好地满足HPC对性能的需求。
过去几代HPC级GPU和类似部件总功耗一直在增加,N4X为HPC/数据中心应用设计,重点提供高性能,功耗相对次要。

针对高时钟和高驱动电流对FinFET晶体管进行优化,可能降低电阻和寄生电容并提高流过通道的电流,但不确定是否增加栅到栅间距以及对晶体管密度的影响。
可在极端负载下稳定供电,保障芯片在高压高频率运行时的稳定性。
为晶体管提供更多功率,不过同样不清楚这如何影响晶体管密度和最终的芯片尺寸。
N4X有望在时钟方面具有优势,由于驱动电压超过1.2V,实际上将启用比N3更高的时钟,特别适合数据中心CPU。
N3将在晶体管密度方面具有主要优势。
英特尔为其10纳米增强型SuperFin(现在称为英特尔7)工艺技术引入了类似增强功能,如优化晶体管、稳定供电等方面的措施,这是提高频率潜力的自然方法。
台积电业务发展高级副总裁Kevin Zhang博士表示,HPC现在是台积电增长最快的业务部门,很自豪推出N4X,这是超高性能半导体技术“X”系列中的第一个。台积电不仅定制了“X”半导体技术以释放终极性能,还将其与3DFabric先进封装技术相结合,以提供最佳的高性能计算平台。
