裏面電源供給（BSPDN）とは　TSMCのA16は電力15〜20%減、インテルは18Aで導入

BSPDNは「Backside Power Delivery Network」の略で、日本語では裏面電源供給と呼びます。チップのトランジスタは、電気（電源）を受け取り、信号をやりとりして動きます。その両方の配線を、これまではトランジスタの上に何層も重ねてきました。裏面電源供給は、電源の配線をウエハーの裏側に移します。

表の配線の取り合いを減らす

回路が細かくなるほど、表側の配線は混み合います。太くしたい電源の線と、本数を増やしたい信号の線が、同じ場所を取り合うためです。電源を裏に移せば、表側の配線を信号のために使えます。電源の線を短く太くできるため、途中で失う電圧も減らせます。

一般的な作り方では、表側にトランジスタと信号の配線を作ったあと、ウエハーを裏返して支えの板に貼り、裏から薄く削ります。そこに電源の配線を作り、トランジスタの近くまでつなぎます。

各社の方式と時期

主な会社の裏面電源供給（各社の発表から）

会社	名前	使う世代	時期
インテル	PowerVia	Intel 18A	2025年4月に試作生産
インテル	PowerDirect	Intel 14A	設計キット0.9版を2026年10月に公開
TSMC	Super Power Rail	A16	2026年に生産の計画
TSMC	Super Power Rail	A12	2029年に生産の計画

インテルは2025年4月、Intel 14Aでは、18AのPowerViaを発展させ、電源をトランジスタに直接つなぐ「PowerDirect」を使うと発表しました。

TSMCは2024年4月にA16を発表し、ナノシートのトランジスタにSuper Power Railを組み合わせると説明しました。改良版の2nm（N2P）と比べ、同じ電圧で8〜10%速く、同じ速さで15〜20%電力が少なくなります。データセンター向けの品では、チップの密度が最大1.10倍になります。配線が複雑で電源の網も密な、高性能の演算向けの品に合うとしています。2026年4月には、A14を土台にSuper Power Railを加えたA12を、2029年に生産に入れると発表しました。

次の世代でも使う

研究機関のimecは、n型とp型のトランジスタを縦に重ねるCFETの研究で、下の段のトランジスタに裏面から直接つなぐ接続を2024年に示しました。電源をどこから届けるかは、トランジスタの形と一緒に設計し直す対象になっています。imecは、A3の世代のCFETで、配線の最下層に電源の線を置く選択肢も検討しています。

関連する用語

• 配線（BEOL）：トランジスタの上に作る多層の金属の配線。
• ナノシート：A16などで使うGAA型のトランジスタのチャネル。
• CFET：n型とp型を縦に重ねる、次の次の世代のトランジスタ。