TSMC N2P 工艺前瞻

Synopsys 发布了 TSMC N2P 的 PDK。在下一代工艺充满”PPT 宣传艺术”的时刻，PDK 让我们能确认真实的工艺密度数据。

PVT 工艺角

PDK 的工艺角（Process Corner）共分 6 种：

• Extreme Low VT
• Low VT
• Low VT Low Leakage
• Standard VT
• Ultra Low VT
• Ultra Low VT Low Leakage

逻辑库

High Density（HD）

• Cell H：130 nm
• Gate Pitch：48 nm
• Gate Length：3 nm

High Speed（HP）

• Cell H：156 nm
• Gate Pitch：48 nm
• Gate Length：3 nm

密度计算

基于 Cell Height 与 Gate Pitch 可推算逻辑密度：

TSMC N2P	HD	HP
Gate Length	3 nm	3 nm
Cell Height	130 nm	156 nm
Gate Pitch	48 nm	48 nm
Logic Density	236.17 MTr/mm²	196.81 MTr/mm²

观察一：HD/HP 比值收窄

可以很清晰发现：从 Gate Pitch 角度，GAA 世代后，HD/HP 都采用了相同的 Gate Pitch。

工艺	HD : HP
TSMC N7	1.4 : 1
TSMC N2	1.2 : 1

自 GAA 世代开始，HD vs HP 的逻辑密度比值越来越小——根本原因是：不再增加 Fin 数量，而是改成增加 GAAFET 的宽度。

观察二：相对 N3P 的 scaling

那么这个密度对比自家 N3P 是什么水平？先看 N3P 的完整库矩阵：

TSMC N3P	No used	Mixed HD	Standard	Mixed HP	HP
Finflex	1-1	2-1	2-2	3-2	3-3
Cell Height	117 nm	M143 nm	169 nm	M195 nm	227 nm
Gate Pitch	48 nm	48 nm	48/54 nm	54 nm	54 nm
Logic Density	262.41	214.7	181.67 / 161.48	139.95	120.22 MTr/mm²

HD 对比

	TSMC N2P HD	TSMC N3P 2-1	TSMC N3P Std HD 2-2
Cell H	130 nm	M143 nm	169 nm
Gate Pitch	48 nm	48 nm	48 nm
Logic Density	236.17 MTr	214.7 MTr	181.67 MTr

如果跟 N3P 的 Mixed 2-1 HD 对比，N2P HD 密度仅 +10%（236.17 / 214.7 ≈ 1.1）。

但 N3 有个 Finflex 玩法、有不能使用的 lib（H117P48）。抛开 Finflex，对比 N3P Standard HD（181.67 MTr）：N2P HD 增大了 30%，还是可观的。

Gate Pitch 则保持 48 nm 不变，未发生 scaling。

HP 对比

	TSMC N2 HP	TSMC N3 Std HP
Cell H	156 nm	169 nm
Gate Pitch	48 nm	54 nm
Logic Density	196.81 MTr	161.48 MTr

N2 HP 相比 N3P Standard HP 增大 21.87%，靠的主要是 Gate Pitch 从 54 nm 收缩到 48 nm。