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三星電子3奈米工藝下週或將催生

作者:由 米觀科技 發表于 書法日期:2022-07-02

晶片表面是什麼金屬

據韓媒報道,三星電子急於將3nm製程工藝推向市場,計劃在下週量產。而其競爭對手臺積電的3nm工藝量產計劃是在今年下半年。三星電子如此著急將最先進的製程工藝推向市場,大機率是想彎道超車臺積電,爭得晶圓代工廠市場第一把交易。

三星電子3奈米工藝下週或將催生

三星電子位於韓國平澤的晶片工廠

據瞭解,三星電子的3nm工藝採用全柵極GAAFET工藝(簡寫為GAA),和目前主流的半導體先進工藝鰭式場效應電晶體(FinFET)技術相比更為領先。如果下週成功宣佈量產,那麼三星電子既是首個實現3nm工藝量產的代工企業,也是首個將GAA工藝用於最先進製程的企業。

三星電子3奈米工藝下週或將催生

GAA是一種下一代工藝技術,它改進了半導體電晶體的結構。在GAA結構中(右),一個柵極包圍了圓柱形溝道的整個4個側面,這是電流流動的通道,而在鰭式場效應電晶體(FinFET)結構中,一個柵極覆蓋了3個側面。GAA結構可以比FinFET工藝更精確地控制電流。三星電子宣稱,使用GAA工藝製造的3nm晶片,與現有FinFET相比,該技術可將面積減少多達45%,同時效能提高30%,功耗降低50%。

三星電子正尋求技術飛躍以超過臺積電。

據研究機構資料,今年第1季度,全球第一大代工廠臺積電的市場份額由去年第4季度的52。1%上升到53。6%。同一時期,排名第二的三星電子代工市場規模由18。3%下滑到16。3%。三星電子和臺積電的差距越拉越大。市場分析師表示,三星代工銷售額下降的原因是由於電視和智慧手機市場低迷,對CMOS影象感測器(CIS)和驅動器IC的需求疲軟。此外,三星電子的4nm半導體產能擴張和良率提升速度均慢於預期。同時,臺積電的擴張得益於高效能計算晶片需求的穩步增長、匯率改善和晶圓價格的上漲。也就是說,臺積電在先進製程技術和量產工藝上的領先性使它贏得了更多高階晶片的代工訂單。而且隨著計算技術向更先進的方向演進,越來越多的智慧終端產品、企業級市場的計算系統需要功耗更低、效能更高的晶片,先進製程的市場只會越來越大。

面對與臺積電不斷拉大的差距,三星電子乾脆將下一代GAA技術用到了3nm製程上,而不再費心費力繼續使用FinFET。與三星電子相反的是,臺積電仍堅持用FinFET技術量產3nm晶片,它的計劃是在量產2nm晶片時使用GAA技術。

三星電子還透露了它未來幾年的半導體戰略:2023年時推出第二代3nm晶片,並在2025年時量產基於GAA技術的2nm晶片。臺積電的戰略是在2026年左右釋出第一款基於GAA的2nm晶片。從現在早於臺積電的半年到3年後早於臺積電的1年,三星電子押注GAA,誓要搶跑臺積電,而且要不斷抬升對臺積電的技術優勢。

未來3年對三星電子而言是至關重要的3年。上週,三星電子副董事長李在鎔出訪荷蘭ASML公司,成功而歸。三星電子對外宣稱,這次出訪的重大成果是獲得了ASML生產的額外的極紫外(EUV)光刻裝置。由於EUV光刻裝置的生產條件極為苛刻,ASML每年生產的EUV數量有限。三星電子從2012年即佈局ASML,透過對ASML進行股權投資,拉近了與ASML的距離。李在鎔出訪ASML並獲得EUV光刻裝置,為三星電子製造下一代半導體晶片提供了關鍵的裝置保障。

不過,外界對三星電子基於GAA技術量產3nm晶片的良率存疑,畢竟有前車之鑑。它的競爭對手臺積電原本計劃從今年7月開始為英特爾和蘋果公司量產採用3奈米技術的晶片,但難以確保所需的良率,使得計劃延遲。

英偉達向臺積電支付了高達90億美元的預付款,用於生產將於今年內釋出的採用 3 奈米工藝的GeForce RTX40 GPU系列,但事實上英偉達將收到臺積電代工的5奈米產品而不是3奈米產品。臺灣DigiTimes報道稱,臺積電難以確保 3 奈米工藝的預期良率,因此多次修改其技術路線圖。

三星電子也面臨著類似的情況,其3奈米工藝一直在試量產,但由於良率低的問題,該公司一直推遲正式量產公告。