據(jù)《韓國經(jīng)濟》雜志報道,三星電子已成功研發(fā)出首款3nm工藝芯片,基于全柵極(GAAFET)技術(shù)。與三星使用FinFET工藝研發(fā)的5nm芯片相比,3nm芯片的總硅片面積減少35%,功耗降低50%,性能提高30%
據(jù)悉,韓國當?shù)貢r間1月2日,三星電子事實上的領導者李在镕層參觀了三星的半導體研發(fā)中心,并商討了有關公司利用3nm工藝制造芯片的戰(zhàn)略計劃,以提供給全球客戶。
一、三星電子的GAAFET工藝
早在一年前,三星開始進行3nm GAAFET工藝的研發(fā),最初計劃于2021年開始量產(chǎn)。
與此同時,三星還曾表示要在2020年之前采用4nm GAAFET工藝,但業(yè)界對三星是否能在2020年之前將該工藝量產(chǎn)表示懷疑。
從事實上看,三星將GAAFET芯片投入生產(chǎn)的時間比業(yè)界預期的還要早。但隨著三星3nm芯片原型的開發(fā),其量產(chǎn)的時間或許會比市場預期更早。
實際上,GAAFET的工藝設計與FinFET大不相同。
FinFET工藝將閘門設計成了像魚鰭般的3D結(jié)構(gòu),把以往水平的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)變垂直,把晶體厚度變薄。
這種設計不僅能很好地接通和斷開電路兩側(cè)的電流,大大降低了芯片漏電率高的問題,還大幅地縮短了晶體管之間的閘長。
而GAAFET的工藝則圍繞通道的四個側(cè)面設計,以確保減少功率的泄漏,進一步改善對通道的控制。
此外,GAAFET工藝還能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的晶體管設計,擁有更小的整體制程尺寸,大大提升了芯片的每瓦性能。
二、臺積電仍在5nm領域發(fā)力
三星電子的老對手臺積電在3nm工藝領域似乎還較為低調(diào)。
臺積電曾表示將在2019年年底啟動3nm晶圓廠建設,并表示其進展“令人欣慰”,但關于3nm的技術(shù)細節(jié)卻未過多披露。
相反,當下臺積電則更多低將心思放在5nm工藝的研發(fā)中。從去年年底開始,關于臺積電5nm工藝試產(chǎn)良率的消息頻頻爆出。
就在去年10月,臺積電表示,其首批5nm工藝已順利拿下蘋果和華為海思兩大客戶,將分別打造蘋果A14芯片和華為新一代麒麟芯片。
據(jù)臺積電上個月的最新消息表示,其5nm工藝平均良率已提高至50%,2020年上半年即可實現(xiàn)量產(chǎn)。
而在三星電子則表示,其目標要在2030年成為世界第一的半導體制造商。
結(jié)語:芯片先進制程領域戰(zhàn)火紛飛
多年來,臺積電和三星的芯片代工之爭愈演愈烈,尤其進入到了5nm及以下的先進制程領域,除了良率、性能和客戶訂單之爭外,雙方圍繞芯片工藝、半導體材料和光刻機等方面的競爭也更加激烈。
但就目前綜合看來,三星雖然已公布其3nm工藝的最新進展,但在良率、訂單等進程上,依然是臺積電更勝一籌。未來,輸了7nm的三星是否能在3nm扳回一城?我們拭目以待。