许多产品的设计都是一连串折衷的结果，以电动车为例，一辆电动车的行车距离可以长达1,000英里或1,600公里不是很棒吗？然而，考虑想要达到这个目标所要做的取舍 — 整体行车效率下降，因为电池会变得又大又重，影响加速及操控，这又大又重的电池也会使整辆车造价不斐。合理的调整是换成较小的电池组合，把重点放在空气动力表现与引擎效率来达到最远的行车距离，同时也考量快速充电以把不便性降到最低。

在晶片的世界，所有的产品也都是一连串选择与取舍的结果，在效能、功耗效率、尺寸（成本）之间审慎评估取得平衡。产品设计人员面临最基本的抉择之一就是决定采用何种半导体制程技术，是否选择较高操作电压的高效能技术来获取最大的频率与效能？但是如此偏好效能表现的结果将使晶片尺寸变得更大，耗能变多，而且产生更多热能。设计人员是否选择了功耗与效能比较平衡的技术让晶片尺寸更小，功耗更低，但却无法达到最高的频率？又或是聚焦于最佳功耗效率与最低漏电的技术？在台积公司推出N3技术之前，晶片设计人员都必须面临如此艰难的选择。

台积公司很高兴在2022年技术论坛推出支援N3的TSMC FINFLEX™技术，将三奈米家族技术的效能、功耗效率、以及密度进一步提升，让晶片设计人员能够在相同的晶片上利用相同的设计工具来选择最佳的鳍结构支援每一个关键功能区块，分别有3-2鳍、2-2鳍、以及2-1鳍结构可供选择，其特性如下：

3-2鳍 – 提供最快的时脉速率及最高的效能支援最高要求的运算需求

2-2鳍 – 提供高效效能，达到效能、功耗效率与密度之间的最佳平衡

2-1鳍 – 提供最高功耗效率、最低的功耗与漏电、以及最高的密度

图一：具备FINFLEX的N3制程提供最大的弹性，让晶片设计人员能够在相同的晶片上利用相同的设计工具来选择合适的鳍结构支援每一个关键功能区块

混合式中央处理器就是近期的产品趋势之一，这种崭新的中央处理器同时具备了高效能与功耗效率的处理核心、绘图处理器核心、以及固定的功能区块，其中高功耗效率核心负责平常大部分的工作负载，工作负载增加时，高效能核心便会启动，而超效率与超密度绘图处理器及固定功能区块则与这些处理器核心互为辅助。台积公司3奈米TSMC FINFLEX™技术能够协助产品设计人员选择最佳的鳍结构来支援每一个功能区块，在同一个晶片上优化每一个区块，而且互不影响。

图二：具备FINFLEX 创新技术的3奈米制程协助晶片设计人员选择合适的鳍结构支援晶片上的每一个功能区块

台积公司N3电晶体带领3奈米世代制程技术达成改善功耗、效能、面积微缩、以及产品快速上市、和快速量产的目标。台积公司N3制程技术最初就是为提供客制的的鳍结构组合而规划。我们与电子设计自动化伙伴密切合作，协助客户借由相同的工具套件在产品上充分利用TSMC FINFLEX™技术，此项技术进一步扩大了N3在功耗、效能、面积的领先地位，提供最宽广且最灵活的设计范围来支援3奈米世代的任何产品。

图三：N3制程TSMC FINFLEX技术之3-2鳍结构示意图

共同作者

• Godfrey Cheng, Head of Global Marketing, TSMC

• 吴显扬, 研究发展副总经理, 台积公司

• 袁立本, 先进技术业务开发处资深处长, 台积公司