Find N3入網：最高支持16+1TB
OPPO將于近期登場的Find N3折疊屏目前已經正式入網，型號為PHN110。本次Find N3在外觀方面相比前兩代有很大的變化，不再是小號的橫向折疊屏，而是跟別的廠商一樣采用了較為常見的
但世上怎會有常勝將軍？這不，依靠背面供電BSPDN技術，英特爾率先走在了前列，宣稱要在明年量產，這或比臺積電提前兩年。臺積電計劃在2026年推出N2P工藝，采用背面供電技術，而三星也將在2nm工藝采用BSPDN技術。
將三大巨頭的爭斗放在時間軸來看，除英特爾2012年在22nm率先引入FinFET；2015年三星跳過20nm率先量產14nm FinFET、3nm搶先發布之外，鮮有臺積電被對手反超兩年之久。而一直在積蓄力量期望在2nm時代重塑“FinFET時刻”榮光的英特爾，能否憑借背面供電再現輝煌，而臺積電真的會被將一軍嗎？
背面供電成必然？
悄然興起的背面供電越來越被視為持續開發更精細工藝節點的基本技術。
這或是大勢所趨。隨著越來越多的使用場景，包括AI、GPU等都需要尺寸更小、密度更高、性能更強的晶體管來滿足不斷增長的算力需求。而傳統晶體管架構中的電源線和信號線一直都在“搶占”晶圓內的同一塊空間，據不完全統計，電源線或占據芯片20%的空間。而背面供電通過將原先和晶體管一同排布的供電線路直接轉移到晶體管的背面重新排布，不僅可節省空間，還將大幅提高芯片性能和能效。
一位業內人士告知集微網，背面供電技術是一種可用于調節芯片功耗和效能的技術。它通過改變芯片背面的電位，控制晶體管閘極-源極電壓，進而影響晶體管的閾值電壓和電流。當芯片處于低功耗模式時，使用背面供電技術可以降低晶體管的閾值電壓，從而降低晶體管的漏電流，進而減少功耗。當芯片處于高性能模式時，使用背面供電技術可以增加晶體管的閾值電壓，從而提高晶體管的速度和效能。
“隨著工藝進入2nm，最大變化是使用更大NA的光刻機，采用背面供電是水到渠成的事。可以說，背面供電對大算力芯片的晶體管微縮而言至關重要，可使設計公司在不犧牲資源的同時提高晶體管密度，進而顯著地提高性能和能效。”上述人士總結道。
在2023年VLSI研討會上，英特爾就展示了制造和測試其背面供電解決方案PowerVia的過程，并公布了測試結果：標準單元利用率都超過90%，電壓降低了30%，并實現了6%的頻率增益，同時單元密度也大幅增加，并有望降低成本。
綜合已發布的信息，BSPDN與FSPDN前端供電網絡相比，整體性能提高了44%，能效提高了30%。
英特爾和三星都曾強調BSPDN的重要性，即背部供電將成未來芯片的標配，也是先進工藝的關鍵突破。其地位相當于2003年90nm節點的應變硅技術、2007年45nm節點的鉿基高K金屬柵極、2012年22nm節點的FinFET技術。
更重要的是，這或只是起跳的開始。業內專家許然（化名）指出，背面供電除了能一定程度提高晶體管密度和信噪比之外，主要還是把供電和信號分上下兩面做通道，意義在于配合之后的chip level bonding。從未來工藝發展來看，更多的功能或被推到背面，以進一步釋放設計的潛力，甚至有望采用BSPDN推動3D IC 的發展，將新的未使用的金屬互連與HBM或其他芯片堆疊在一起，這將引發新的先進封裝革命。
無論是立足于2nm的爭霸，還是未來3D IC的布局，三大巨頭都已著眼于背面供電排兵布陣。
英特爾的挑戰
而從目前各企業進展和投入力度來看，大膽押注的英特爾正在領銜出擊。
其在第二季度宣布率先在產品級測試芯片上已實現PowerVia，并計劃在2024年采用PowerVia在Intel 20A和18A工藝上線并大規模量產。而第一個使用該技術推出的處理器將是英特爾的Arrow Lake架構，這將是構建在20A節點上的下一代酷睿產品。
作為大幅領先競爭對手的背面供電解決方案，PowerVia將讓包含英特爾代工服務（IFS）客戶在內的芯片設計公司突破日益嚴重的互連瓶頸，更快地實現產品能效和性能的提升。
盡管從FSPDN到BSPDN的轉變優勢明顯，但BSPDN的實現伴隨著額外的技術復雜性，還要解決涉及EDA、設備、工藝等諸多挑戰。
許然解讀說，首先，EDA和調試工具需重頭設計，英特爾要創建自己的設計技術協同優化（DTCO）工具，優化新的EDA流程；其次，背面供電需在晶圓正面搭建好邏輯層和信號層布線，然后翻轉晶圓，再搭建電源層。這要求增加和優化晶圓減薄、CMP、測試等步驟，加大了制造成本；最后，背面供電需在晶圓背面添加一個反型摻雜層，由于背面電極和正面電路之間存在物理和電學障礙，因此必須進行詳細的物理和電學模擬和設計。此外，還需要提升信號和電力線連接的納米硅穿孔（TSV）和散熱等能力。
英特爾技術開發副總裁Ben Sell也曾表示，背部供電極大改變了晶圓加工工藝，必須找到高效的方法，以便保證可靠性，提升產量。
因而，孤軍奮戰的英特爾既需要大膽推進，更需要步步為營。
看似英特爾是有備而來。據悉，英特爾開發了新的熱管理方式，以避免過熱問題的出現，同時，調試團隊也開發了新技術，確保這一新的晶體管設計結構在調試中出現的各類問題都能得以適當解決。據悉PowerVia在測試中還達到了相當高的良率和可靠性指標，證明了這一技術的預期價值。
競合之勢
如果說每一代工藝有每一代的“絕活”，那么無疑背面供電技術將是影響2nm對決之勢的一大因素。
關鍵的問題是，PowerVia會是英特爾在2nm領域反超的王牌嗎？
前文提到，臺積電插入BSPDN最晚可能是在2026年發生，而英特爾計劃在2024年就量產，如此英特爾擁有領先兩年的優勢，有可能會在2nm及未來的3D IC中占據先機，甚至創造重新奪回領先地位的機遇？要知道，一般工藝兩年會升級一個世代，對先進工藝來說，兩年的時間確實可以改寫江湖。
在臺積電2023年技術研討會上，其透露N2P制程將通過背面供電技術減少IR Drop和改善信號，將性能提高10%-12%，并將邏輯面積減少10%-15%。但關于如何實施背面供電網絡技術，臺積電并沒有過多透露。但臺積電曾經介紹過3D IC封裝技術SoIC，這是他們實現背面供電的一個很重要的前提準備。
有分析師對此認為，至于背面供電技術，其實取決于各家晶圓廠的技術規劃。目前來看，三方在材料、鍵合方式、結深都不太一樣。英特爾已經投入相當長的時間研究與發展，而臺積電未來也將通過與客戶的合作來推進這方面的技術，三星也在持續加碼，未來走勢如何要看這兩年英特爾能將優勢提升到何種程度，并獲得多少客戶的訂單。
除在2nm GAA技術領域三大巨頭要同臺競技之外，BSPDN戰局的發展也將深刻影響2nm及1nm時代的格局。有消息稱，英特爾最早可能在2024年超越三星成為代工榜眼，三星期望2030年超過臺積電成為新的龍頭，豪情和野心交織背后，BSPDN將是誰的“王炸”？
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