臺積電近期在荷蘭阿姆斯特丹舉行的歐洲開放創新平臺（OIP）生態系統論壇上宣布，該公司有望在2026年底量產其A16（1.6nm級）工藝技術的首批芯片。新的生產節點采用臺積電的超級電源軌（SPR）背面供電網絡（BSPDN），可實現增強的供電，將所有電源通過芯片背面傳輸，并提高晶體管密度。但是，雖然BSPDN解決了一些問題，但它也帶來了其他挑戰，因此需要額外的設計工作。

臺積電的A16工藝將使用全環繞柵極（GAAFET）納米片晶體管，其架構類似于臺積電N2系列工藝（2nm級）的晶體管，并包括背面供電軌以增強供電并提高晶體管密度。與N2P制造技術相比，A16有望在相同電壓和復雜度下提高8%~10%的性能，或在相同頻率和晶體管數量下降低15%~20%的功耗。此外，臺積電估計高端人工智能（AI）處理器的芯片密度將增加1.07倍~1.10倍，具體取決于所使用的晶體管類型和庫。

臺積電設計解決方案探索和技術基準測試部門總監Ken Wang表示，從架構上講，A16晶體管與N2晶體管相似。這簡化了從N2遷移到該工藝技術的過程。

“從N2P到A16的邏輯布局遷移實際上非常簡單，因為單元結構和大多數布局模式都完全相同，”Ken Wang說?！耙虼?，除了保持相同的正面結構外，A16的優點還在于它繼承了N2設備寬度調制的NanoFlex功能，以實現最大驅動強度?！?/p>

臺積電的超級電源軌通過專門的接觸器將背面供電網絡直接連接到每個晶體管的源極和漏極，從而最大限度地縮短了導線長度和電阻，以最大限度地提高性能和功率效率。從生產角度來看，這種實現是最復雜的BSPDN設計之一，其復雜性超過英特爾的PowerVia。

然而，先進的BSPDN實現也意味著芯片設計人員必須完全重新設計他們的供電網絡，以新的方式進行布線，因此，應用新的布局和布線策略，這是意料之中的。此外，他們還必須進行一些熱緩解，因為芯片的熱點現在將位于一組導線下方，使散熱更加困難。

設計帶有背面PDN的芯片本質上意味著采用新的實現方法，因為許多事情都在發生變化，包括設計流程本身。Ken Wang提到了使用新的熱感知布局和布線軟件、新的時鐘樹構造、不同的IR-Drop分析、不同的功率域和不同的熱分析簽核等。

考慮到新的實施流程，需要新版本的EDA工具和仿真軟件。由于A16類似于臺積電N2的節點，因此許多事情都已準備就緒，盡管Cadence和新思科技（Synopsy）等領先EDA制造商僅推出了“pre-0.5版本”工具。

“A16是一種適合復雜路線和高密度PDN設計的技術，”Ken Wang說?！叭欢?，它也帶來了新的挑戰，因此需要額外的設計工作。我們的背面接觸VB也需要認真完成硅驗證。與此同時，我們有一個全面的A16 EDA支持計劃，該計劃正在進行中，我們將繼續更新A16 EDA狀態?！?/p>