中芯国际N7/N5攻关BSPD,中微、北方华创设备助力

随着制程微缩越来越难以持续,晶圆代工厂正转向结构创新,以缓解由此产生的瓶颈。对中国芯片制造商而言,这一点更为关键:由于无法获得 EUV,它们不能依赖进一步缩小节点来提升密度或性能,因此背面供电(backside power delivery,BSPD)等变通方案变得日益重要。在此背景下,业内消息人士称,国内领先设备厂商正在加大对中芯国际 N7/N5 制程 BSPD 开发的支持。

值得注意的是,据报道,AMEC(中微公司)和北方华创(Naura Technology)正与中芯国际合作,为其 N7/N5 节点开发 BSPD。其中,AMEC 的原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)设备已通过中芯国际验证。

ETNews 解释称,在传统芯片中,电源和信号互连共享芯片正面。报道指出,随着节点缩小,布线空间竞争加剧,布线拥塞和电阻引发的电压下降随之恶化。报道补充称,背面供电可以缓解这些限制,但传统上需要对晶体管放置和标准单元(standard-cell)架构进行重大调整。

英特尔与台积电推动背面供电进入前沿节点

晶圆代工巨头已在前沿芯片中采用背面供电,英特尔和台积电走在前列。英特尔 PowerVia 首次随 18A 部署,将电源布线移至晶圆背面,从而释放正面用于信号互连。TechPowerUp 引用的英特尔数据显示,该技术可将密度和单元利用率提升最多 10%,同时将封装到晶体管的 IR 压降降低多达 30%。

据 Wccftech 报道,英特尔正将 PowerVia 扩展至已进入风险试产的 18A-P 制程。报道补充称,这一升级节点进一步利用背面供电,实现 11% 的面积缩减,同时缩短互连并减少通孔(vias)。

台积电则在 A16 上走类似路线,将纳米片(nanosheet)晶体管与其 Super Power Rail 背面供电方案配对。台积电称,预计 2026 年量产就绪的 A16 相比 N2P,在相同电压下速度可提升 8–10%,在相同速度下功耗降低 15–20%,芯片密度最高达 1.10 倍。该节点主要面向高性能计算(HPC)设计;在这些设计中,复杂的信号布线和密集的电源网络使背面供电愈发有价值。

ETNews 在 8 月援引业内消息人士称,这家晶圆代工巨头已成功开发并验证 A16,并称其为业界首个采用 Super Power Rail(SPR)背面供电架构的埃米级(angstrom-class)CMOS 平台。

ETNews 强调,台积电 SPR 的突出之处在于向背面供电的过渡更干净。它将电源网络完全移至背面,并通过专用垂直背面触点(vertical backside contacts,VBs)直接为每个晶体管供电,同时对正面结构和布局的改动要求最小。

值得注意的是,早前市场传言称,NVIDIA 下一代 Feynman AI 芯片预计将于 2028 年首次亮相,据称将采用台积电最新的 A16 制程。

另一方面,ETNews 报道称,三星电子也在为其 SF2 制程探索背面供电,可能采取类似英特尔的路线。据 SamMobile 称,采用 BSPDN(背面供电网络)技术的 SF2Z 早在 2024 年就已发布,但并未出现在三星 2026 年路线图中。