彎道超車! 全球首家量產(chǎn)3納米芯片廠家曝光!
6 月 30 日消息,三星電子有限公司周四宣布,該公司已經(jīng)開始在其位于韓國的華城工廠大規(guī)模生產(chǎn) 3 納米半導(dǎo)體芯片,是全球首家量產(chǎn) 3 納米芯片的公司。與前幾代使用 FinFET 的芯片不同,三星使用的 GAA(Gate All Around)晶體管架構(gòu),該架構(gòu)大大改善了功率效率。
三星公司在一份聲明中說,與傳統(tǒng)的 5 納米芯片相比,新開發(fā)的第一代 3 納米工藝可以降低 45% 的功耗,性能提高 23%,并減少 16% 的面積。三星還稱,第二代 3 納米 GAA 制造工藝也正在研發(fā)中,這種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%。
6月30日消息,三星方面在今日宣布,其公司位于韓國的華城工廠已經(jīng)開始大規(guī)模生產(chǎn)3納米工藝芯片,三星將成為全球首家量產(chǎn)3nm技術(shù)產(chǎn)品的公司。
根據(jù)三星官方公布的信息,三星在3nm工藝上采用了全新的GAA(Gate All Around)晶體管架構(gòu),相比較于傳統(tǒng)的FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)架構(gòu)有所不同。
三星方面表示,與傳統(tǒng)的 5 納米芯片相比,新開發(fā)的第一代 3 納米工藝可以降低 45% 的功耗,性能提高 23%,并減少 16% 的面積。而目前三星官方尚未公布此3nm芯片的客戶。
臺積電方面則將在今年下半年啟動3nm工藝的大規(guī)模量產(chǎn),仍將會采用FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)架構(gòu)。與前幾代使用鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)的芯片不同,第一代3納米工藝采用GAA晶體管技術(shù),大幅提升了效能。與三星5納米工藝相比,第一代3納米工藝可使功耗降低45%,性能提升23%,芯片面積減少16%。三星表示,將于明年投入的第二代3納米工藝可使功耗降低50%,性能提升30%,芯片面積減少35%。
三星電子計(jì)劃將3納米制程工藝優(yōu)先應(yīng)用于高性能計(jì)算(HPC)芯片,再擴(kuò)大至移動系統(tǒng)芯片(SoC)等。此外,三星電子還計(jì)劃從2025年開始生產(chǎn)基于GAA的2納米芯片,力爭在先進(jìn)芯片制造領(lǐng)域趕超臺積電(TSMC)。
據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)集邦咨詢(TrendForce)提供的數(shù)據(jù),以今年第一季度為準(zhǔn),臺積電的全球市場份額以53.6%位居第一,三星電子以16.3%位居第二。據(jù)悉,臺積電計(jì)劃下半年起量產(chǎn)3納米芯片,再將GAA技術(shù)應(yīng)用于其2納米工藝。
3納米芯片基于全環(huán)繞柵級(Gate-All-Around)技術(shù)。三星電子說,相對于其5納米芯片,初代3納米芯片可減少45%的能耗,提升23%的性能并減少16%的面積。全環(huán)繞柵級技術(shù)可最終減少多達(dá)50%的能耗,提升30%的性能并減少35%的面積。
三星晶圓代工業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人崔時永(音譯)說:“我們將繼續(xù)研發(fā)創(chuàng)新技術(shù),努力快速獲取成熟技術(shù)?!?
全球最大芯片代工企業(yè)中國臺灣積體電路制造股份有限公司(臺積電)說,將于今年下半年開始量產(chǎn)3納米芯片。
作為全球最大存儲芯片制造商,三星電子說,其2納米芯片仍在研發(fā)初期,計(jì)劃2025年量產(chǎn)。
說起這個首次實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的3納米芯片,就不得不提到它背后的MBCFET技術(shù)。
MBCFE突破了此前FinFET的性能限制,通過降低電源電壓水平來提高功率效率,同時還通過增加驅(qū)動電流能力提高了性能。
說起納米片晶體管和半導(dǎo)體芯片的應(yīng)用,三星這還是第一次。目的是為了實(shí)現(xiàn)高性能、低功耗的計(jì)算服務(wù)。最終能在移動處理器上也得以應(yīng)用。
三星的總裁,兼代工業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Siyoung Choi博士表示,「我們一直都發(fā)展得很快。三星一直緊跟前沿的技術(shù),然后想辦法把它們投入生產(chǎn)應(yīng)用。比如說之前的首個High-K金屬柵極、FinFET,還有EUV等等?!?
「現(xiàn)在,我們又是第一個研究MBCFET的?!?
三星的獨(dú)家技術(shù)應(yīng)用了有更寬的通道的納米片,和用通道窄一點(diǎn)的納米線的傳統(tǒng)GAA技術(shù)相比,不光提升了性能,還提高了能源利用率。
不僅如此,應(yīng)用了3納米GAA技術(shù),三星還能通過調(diào)整納米片的通道寬度,優(yōu)化功耗和性能,來滿足各類客戶的不同需求。
此外,3納米GAA的設(shè)計(jì)非常靈活,簡直就是為設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)量身打造的。我們主要看新技術(shù)應(yīng)用以后,芯片的功耗、性能和面積大小(PPA,Power、Performance、Area)三個維度來量化。
和5納米的工藝相比,第一代3納米工藝相比5納米降低了高達(dá)45%的能耗,提升了23%的性能,減少了16%的面積。
光是一代的提升就已經(jīng)肉眼可見了。
更不用說二代的PPA——功耗降低50%、性能提高30%、面積減少35%,比一代又優(yōu)秀了不知多少。
良品率行不行?量產(chǎn)靠譜嗎?
在外行眼里,能量產(chǎn)3納米的工藝可能已經(jīng)不敢想象了,但是也有分析師表達(dá)了其它的一些看法。
來自大和資本市場的SK Kim表示,「三星能干成這件事,確實(shí)有意義。但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。量產(chǎn)只是第一步,你在能用它來生產(chǎn)主流芯片之前,比如手機(jī)CPU這種,不見得能多掙多少錢?!?
這其實(shí)是有根據(jù)的。
4月份就有消息傳出來,說三星基于GAA的3納米工藝良率才在10%~20%之間,比預(yù)期低得多。
三星需要付出更多的精力和成本來解決這個問題。
5月份就再次傳出了3納米良率問題已得到解決的消息,6月初才又傳出來進(jìn)入試驗(yàn)性量產(chǎn)的說法。
不過,有了4月的前車之鑒,業(yè)界很多專家都對三星3納米的真實(shí)情況打了個小小的問號。
據(jù)報(bào)道,6月22日,市場再次傳出了三星3納米芯片量產(chǎn)再一次推遲的消息,還是因?yàn)榱悸蕟栴}。
最逗的可能就是當(dāng)時超級出圈的驍龍888,人送外號「大火龍」。