終于,在2022年上半年的最后一天,三星宣布3nm芯片量產(chǎn),成為全球第一家量產(chǎn)3nm芯片的廠商,實(shí)現(xiàn)了三星的第一個(gè)小目標(biāo)--領(lǐng)先臺(tái)積電,兌現(xiàn)了自己的承諾。

同時(shí)三星也表示,3nm芯片相比于自己的5nm芯片,性能提升了23%,功耗降低了45%,芯片面積縮小了16%。

不得不說(shuō),這些數(shù)值也表現(xiàn)非常棒,特別是功耗降低45%,讓下游的客戶心動(dòng)不已。畢竟當(dāng)芯片進(jìn)入到5nm之后,功耗大增,已經(jīng)讓廠商們頭痛不已了。

特別是高通,自從芯片進(jìn)入5nm之后,由于功耗太大,發(fā)熱量也上升,于是驍龍888、驍龍8Gen1都獲得了“火龍稱號(hào)”。

如果3nm能夠降低45%功耗,想必高通是最興奮的廠商之一,因?yàn)椤榜Z龍”有戲,“火龍”有救了啊。

那么問(wèn)題來(lái)了,為何三星的3nm工藝,能降低45%的功耗?原因在于三星采用了GAAFET晶體管技術(shù),而之前從14-4nm,采用的是FinFET晶體管技術(shù)。

對(duì)于一顆芯片而言,功耗分為兩個(gè)部分,一個(gè)部分是動(dòng)態(tài)功耗,一部分是靜態(tài)功耗(又稱漏電功耗)。

動(dòng)態(tài)功耗是指芯片進(jìn)行計(jì)算時(shí),本身的功耗。而靜態(tài)功耗,則是芯片加上電之后,電流通過(guò)晶體管時(shí),泄露的功耗。

別小看靜態(tài)功耗,靜態(tài)功耗才是大頭,占一顆芯片總功耗的60%以上,晶圓廠一直就在與靜態(tài)功耗(漏電功耗)對(duì)作,比如英特爾,一直就在講自己的漏電功功降低了。臺(tái)積電之前有個(gè)“臺(tái)漏電”的稱號(hào),也是講這一塊控制得不佳。

而使用GAAFET晶體管技術(shù)時(shí),由于技術(shù)更先進(jìn),相比于FinFET技術(shù),加到晶體管上的電壓(閾值電壓)變小了。大家回憶下初中物理知識(shí),功率=電流X電壓。

當(dāng)電壓變小時(shí),是不是功耗就變小了?由于GAAFET相比FinFET的閾值電壓要低30-50%,所以靜態(tài)功耗理論上也就變小30-50%。

再加上3nm工藝更精細(xì),在動(dòng)態(tài)功耗上也會(huì)有降低,以及GAAFET晶體管技術(shù),本身漏電情況也會(huì)稍好一點(diǎn),所以最終實(shí)現(xiàn)了45%的功耗降低。

而三星還表示第二代 3 納米 GAA 制造工藝也正在研發(fā)中第二代工藝將使芯片功耗降低達(dá) 50%,性能提高 30%,面積減少 35%。

可以說(shuō),三星的3nm工藝,比依然采用FinFET工藝的臺(tái)積電3nm,真的是更有優(yōu)勢(shì)的。

考慮到當(dāng)前臺(tái)積電已經(jīng)綁定了蘋果、AMD等廠商,三星為了搶臺(tái)積電的市場(chǎng),這次是擁抱中國(guó)廠商了,據(jù)媒體報(bào)道稱,上海磐矽半導(dǎo)體將成為最初的客戶之一,另外還有更多的中國(guó)企業(yè),可能會(huì)率先與三星合作3nm。

不知道接下來(lái)臺(tái)積電如何應(yīng)對(duì),基于FinFET技術(shù),本來(lái)就落后一些,現(xiàn)在時(shí)間又落后一些,臺(tái)積電已經(jīng)處于劣勢(shì)了。

就看三星3nm的率良高不高了,如果良率高,表現(xiàn)好,這一把說(shuō)不定真有翻身機(jī)會(huì),就像當(dāng)年三星在FinFET技術(shù)上,率先實(shí)現(xiàn)14nm一樣。