在全球芯片短缺沒有減緩跡象的情況下，IBM公司和總部位于瑞士的意法半導體日前選擇不再等待臺積電制造的芯片，而是將代工訂單交給三星電子。此外，這是意法半導體首次將其主要客戶所需微控制器單元(MCU)的生產(chǎn)外包。這些采用16納米制造工藝的微控制器將用于蘋果公司的下一代iPhone。其他公司也有意將芯片生產(chǎn)外包給三星。消息人士稱，美國超微半導體公司也正在考慮向三星發(fā)出中央處理器代工訂單。

1965 年，計算機科學家戈登 · 摩爾提出著名的摩爾定律假設：

集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過 18 個月便會增加一倍，同時計算機的運行速度和存儲容量也翻一番。

然而當前可以塞進單個芯片的晶體管數(shù)量幾乎達到了極限。為了延續(xù)摩爾假設的速度和計算能力的進步，我們需要制造具有多達 1000 億個晶體管的芯片。

VTFET技術工藝通過放寬晶體管門長度、間隔厚度和觸點尺寸的物理限制來解決縮放障礙，并在性能和能耗方面對這些功能進行優(yōu)化。

通過 VTFET，IBM 和三星成功地證明了在半導體設計中，探索納米片技術以外的縮放性能是可能的。

IBM 和三星合作研究的半導體設計的突破性進展，有助于摩爾定律在未來幾年保持活力，并重塑半導體行業(yè)。

IBM 和三星在半導體設計上再取得新進展!據(jù)這兩家公司稱，他們研發(fā)出了一種在芯片上垂直堆疊晶體管的新設計。而在之前的設計中，晶體管是被平放在半導體表面上的。

新的垂直傳輸場效應晶體管 (VTFET) 設計旨在取代當前用于當今一些最先進芯片的 FinFET 技術，并能夠讓芯片上的晶體管分布更加密集。這樣的布局將讓電流在晶體管堆疊中上下流動，而在目前大多數(shù)芯片上使用的設計中，電流則是水平流動的。半導體的垂直設計開始已久，并從現(xiàn)在通用的FinFET技術中獲得了一定的靈感。據(jù)悉，盡管其最初的工作重點是芯片組件的堆疊而不是優(yōu)化晶體管的排布，英特爾未來將主要朝著這個方向進行開發(fā)與設計。

當然這也有據(jù)可循：當平面空間已經(jīng)更難讓晶體管進行堆疊時，唯一真正的方向(除了物理縮小晶體管技術)是向上。雖然我們距離實際消費類芯片中使用 VTFET 設計還有很長的路要走，但英特爾和三星兩家公司正強勢發(fā)聲。他們指出 VTFET 芯片可以讓設備“性能提高兩倍或能源使用減少 85%”。

IBM 和三星還雄心勃勃地提出了一些大膽的想法，比如“手機充一次電用一周”。這能讓能源密集型的產(chǎn)業(yè)能耗大幅降低，比如數(shù)據(jù)加密;同時，這項技術甚至也可以為更強大的物聯(lián)網(wǎng)設備甚至航天器賦能。IBM此前曾在今年早些時候展示過它的首款 2nm 芯片。該芯片采用了與之前不同的方式來填充更多晶體管，方法是使用現(xiàn)有的 FinFET 設計擴大可以安裝在芯片上的數(shù)量。然而，VTFET技術則是更進一步，盡管距離我們看到使用這項技術的芯片面世還有很長一段時間。然而IBM也不是唯一一家展望未來生產(chǎn)的公司。英特爾在今年夏天公布了其即將推出的 RibbonFET(英特爾首款全環(huán)柵晶體管)設計，這是其在FinFET技術上獲得的專利。這項技術將成為英特爾 20A 代半導體產(chǎn)品的一部分，而20A代芯片則計劃于 2024 年開始量產(chǎn)。最近，IBM還宣布了自己的堆疊晶體管技術計劃，并將其作為RibbonFET未來的次世代產(chǎn)品。

在近日舉行的2021 IEEE國際電子器件會議(IEDM)上，英特爾介紹了在封裝、晶體管和量子物理學方面的關鍵技術，概述了其未來技術發(fā)展方向。IBM則與三星攜手，推出了下一代半導體芯片技術：垂直傳輸場效應晶體管(VTFET)。這項突破性的新技術允許晶體管垂直堆疊，與按比例縮放的FinFET相比，性能可實現(xiàn)翻倍，或將耗能降低85%。

一般情況下，晶體管是以水平方式構建，電流從一側橫向導向另一側。通過垂直傳輸場效應晶體管，實現(xiàn)了垂直構建并將晶體管分層，允許電流在晶體管中上下流動，擺脫了過去橫向布局和電流導向的限制。技術人員通過放寬晶體管門長度、間隔厚度和觸點尺寸的物理限制，以解決縮放障礙，并在性能和功耗方面加以優(yōu)化。利用VTFET技術，不但能縮小芯片的面積，還能提高能效或提供更強的性能。

國際商業(yè)機器公司(IBM)去年已超越新加坡的特許半導體公司，成為全球第三大代工芯片制造商，僅次于臺積電公司和聯(lián)電公司，且IBM將繼續(xù)以搶臺積電的生意為目標。 IBM去年的芯片銷售達7.6億美元，高于特許半導體的4.49億美元。IBM在紐約州東費許基爾的新廠，已能以低廉價格生產(chǎn)若干最先進的芯片，「IBM的技術已比特許半導體先進許多」。臺積電去年仍以46.55億美元的銷售，高居全球最大晶圓代工廠寶座，聯(lián)電以19.5億美元居次。 IBM已可生產(chǎn)電晶體電路寬度0.13微米的芯片，是目前最先進的商業(yè)化技術;特許的主要生產(chǎn)技術則為0.25微米到0.35微米。特許上月公布連續(xù)第九季的虧損，且市場預期該公司營運要到今年稍晚才會回升。IBM將把目標放在加緊和全球最大芯片代工廠臺積電搶生意。 在半導體業(yè)遭逢歷來最嚴重的不景氣之際，臺積電的獲利仍維持不墜，不過IBM與全球最大計算機繪圖芯片制造商恩維迪亞公司(Nvidia)簽訂數(shù)年的芯片合約;臺積電原本是恩維迪亞的獨家供應商。

IBM以市場獲利最高的部分為目標，臺積電和IBM之間將有一場大戰(zhàn)。臺積電和聯(lián)電的銷售仍然遠超過IBM，今年第一季臺積電營收11.31億美元，聯(lián)電以5.15億美元居次，IBM的微電子部門為1.95億美元，其次為特許的1.42億美元，和南韓東部安南公司(Dong-bu/Anam)的8,500萬美元。2002年五大芯片制造商的營收排名和第一季相同。臺積電的成長速度驚人，在1999年，臺積電的銷售只比聯(lián)電多15%，去年和今年第一季已是聯(lián)電的兩倍多。不過，聯(lián)電今年的預期銷售仍將達到IBM微電子部門的兩倍多。聯(lián)電今年上半年的預期銷售可達11.65億美元，IBM的代工芯片銷售則可能達到4.3億美元。

周三(19日)，據(jù)日經(jīng)新聞報道，韓國科技巨頭——三星電子為美國IBM代工生產(chǎn)最尖端半導體芯片。報道稱，未來三星將使用名為“EUV(極紫外線)”的新一代制造技術，量產(chǎn)由IBM設計的服務器用CPU。此外，IBM也表示，該公司計劃在明年下半年上市的服務器上直接線寬7納米的CPU，所以這一次委托三星量產(chǎn)CPU。值得一提的是，圖表視界注意到，這不是什么大的、最新的新聞，要知道，早在2018年的12月，當時IBM就宣布，將與三星代工一起合作開發(fā)下一代高性能Power系列、Z系列和LinuxONE微處理器，同時雙方的合作還將擴展到下一個十年。此外，就在當時，IBM還宣布，下一代的Power10計劃在2020年至2021年推出，采用三星7nm EUV工藝。

那么三星和臺積電未來誰將拿下更多的芯片代工生產(chǎn)呢?

就目前來看，作為當前全球唯二的能提供7nm晶圓代工的企業(yè)，臺積電幾乎拿下了全球絕大部分的訂單。特別地，臺積電還已經(jīng)開始為美國蘋果公司量產(chǎn)線寬5納米的CPU，與此同時，臺積電還接到其他半導體廠商，例如：海思、賽靈思、英偉達、AMD等多家企業(yè)的芯片訂單。也正式因為這樣，所以三星也開始有些“著急”，而這一次，三星直接通過從服務器CPU領域具有影響力的IBM手中，接到最尖端芯片的訂單，其實是“醉翁之意不在酒”。三星目的很明顯，就是要向全球以及各大企業(yè)證明、彰顯自己不俗的芯片技術實力，最終希望能通過這個方法獲得全球更多其他客戶。對此，你怎么看?你認為，三星能否在芯片代工領域和臺積電PK呢?你認為，最后結果會如何?