台积电A14工艺突破SRAM微缩八年停滞:存储单元面积降至0.017平方微米以下
作为全球规模最大、工艺最先进的半导体制造商,台积电在SRAM微缩方面的进展已停滞多年。自2020年N5(5纳米)工艺量产以来,其高密度6T SRAM存储单元的面积一直停留在约0.021平方微米,之后的N3、N2节点虽然在逻辑晶体管上持续迭代,存储单元尺寸却几乎原地踏步。这一局面有望随着A14节点的到来被打破:台积电计划在2028年量产的A14工艺上,将高密度6T SRAM位单元面积缩小至0.017平方微米以下,降幅超过19%。

回顾台积电高密度6T SRAM位单元面积的演进轨迹:16nm时代约为0.074平方微米,10nm缩小至约0.042,7nm进一步降至约0.027,N5(5nm)达到约0.021平方微米。然而自2020年N5量产之后,这一数字在N3(2022—2024)和N2(2025—2026)时代再未明显变动,形成了一条长达约八年的"水平线"。
SRAM微缩之所以掉队,与其物理特性有关。6T SRAM单元用六个晶体管存储一个比特,必须在更小的尺寸下维持足够的读写稳定性与可靠性,工艺更先进并不必然意味着存储单元能同比缩小。其后果是,缓存日益占据先进芯片的更大面积比例,芯片成本与尺寸压力持续上升。
单元面积缩减超19%
根据台积电提交给2026年12月IEDM(国际电子器件会议)的论文摘要,A14 NanoFlex Pro平台将 featured "全球最小SRAM",单元尺寸小于0.017平方微米,并通过尺寸微缩规则实现迄今最高的SRAM宏密度。
以0.021到不足0.017计算,单元面积缩减略超19%,理论上单位面积可容纳的单元数量增加逾23.5%。不过需要注意,单元面积的缩小并不等同于完整存储器密度的同比提升——SRAM宏中还包含译码器、读出放大器等外围电路,实际密度增益取决于这些辅助电路的缩减程度。此前有报道称,按目前披露的数据,A14的SRAM单元面积有望领先英特尔18A工艺(其公布的高密度SRAM单元面积为0.021平方微米);三星尚未公开最新工艺的SRAM单元尺寸,暂无法直接比较。
试产推进中,2027年预生产、2028年量产
除SRAM外,A14是台积电继N2之后的第二代GAA纳米片晶体管工艺,并搭载NanoFlex Pro标准单元架构。台积电官方给出的目标是:与N2相比,在同等功耗下速度提升10%至15%,或在同等速度下功耗降低25%至30%,芯片密度提升约20%。

进度方面,台积电在2026年7月的财报电话会上披露,其内部"类产品"验证载具已展现出接近90%的器件性能,256Mb SRAM良率接近90%,客户流片活动已经启动且进度早于原计划。
目前台积电正在进行试产,以评估节点可行性并让客户检验自身设计的实际表现。官方时间表为2027年开始预生产(风险试产),2028年进入大批量生产,IEDM摘要亦确认A14"正按计划推进2028年量产"。
有市场消息称,鉴于早期进展顺利,时间表存在提前数个月的可能,但据富途社区援引的消息,台积电尚未正式确认这一加速时间表。另据cnBeta报道,A14将率先在台积电位于台湾的总部厂区导入量产。此外,台积电预计将在今年年末公布相关研究成果。
片上缓存能否缓解AI数据瓶颈?
SRAM是CPU、GPU及AI加速芯片内部高速缓存的关键组件。单元缩小后,同等芯片面积可容纳更多缓存,有助于缓解AI芯片的数据访问瓶颈,并改善性能与能效;对AI加速器而言,更大的片上存储还可能减少对外部HBM的访问频次。当然,更大的缓存并不自动等于更高性能,实际收益仍取决于延迟、带宽与访问模式,且256Mb实验结构的良率不等于完整芯片的良率。最终成果如何,仍待良率、成本与客户采用情况的验证。
