台積電 1.6 奈米新挑戰：「超級電軌」晶背供電設計，複雜度超越英特爾 Power Via

台積電在歐洲開放創新平台（OIP）生態系統論壇上宣布，如期於 2026 年底量產採用 A16（1.6 奈米級）製程技術的首批晶片。

外媒 Tom’s Hardware 報導，新製程採用台積電獨家「超級電軌」技術（Super Power Rail，SPR）的晶片背面供電技術（BSPDN），實現增強的電源傳輸及更高的電晶體密度。不過，BSPDN 解決某些挑戰的同時，也增加其他挑戰，因此需要額外的設計工作。

台積電 A16 製程將使用 GAAFET 架構，與 N2 系列製程類似，並包含背面電源軌道，以加強電源傳輸並提高電晶體密度。相比 N2P 製程，A16 預期在相同電壓與複雜度下可提升 8%-10% 效能；相同頻率與電晶體數量下可降低 15%-20% 功耗；晶片密度提升 1.07 倍至 1.10 倍。

台積電設計解決方案探索與技術基準部門主管 Ken Wang 表示，N2P 到 A16 的邏輯佈局轉換相當直接，因為單元結構和大部分的佈局模式大都相同，除了保持相同的正面結構外，A16 優點在於繼承 N2 裝置寬度調變的 NanoFlex 功能，以實現最大的驅動強度。

台積電「超級電軌」技術透過專門的接觸點，將背面電源傳輸網路直接連接至每個電晶體的源極與汲極，將導線長度與電阻降至最低，達到最高效能與電源效率。從生產角度來看，這是實作是最複雜的 BSPDN 設計之一，其複雜度超越英特爾的 Power Via 技術。

這也意味著晶片設計人員必須完全重新設計其電源傳輸網路，以新方式佈線，從而應用新的佈局佈線策略，另外須進行散熱緩解工作，因為晶片熱點將位於一組導線的下方，這增加散熱難度。

Ken Wang 指出，新的實作方法涉及新的熱感應佈線軟體、新的時脈樹構造、不同 IR-Drop 分析、不同電壓分布（dissimilar power domains），以及不同的熱分析簽核等。這都需要新版本的 EDA 工具和模擬軟體。

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（首圖來源：shutterstock）

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