2018年,臺積電、三星推出7nm芯片,開始領先intel。而到了2020年,臺積電、三星進入了5nm,更是把intel遠遠的甩在身后,一舉奠定了芯片代工(制造)的兩強霸主地位。
而按照臺積電、三星的規(guī)劃,2022年就會推出3nm芯片,而到2024年左右,將會推出2nm芯片,從此全球再無對手。
而隨著2022年越來越近,有關于3nm的芯片消息也是越來越多,臺積電、三星也是展開了3nm的競爭。畢竟誰先推出,誰的技術更好,就有可能占領先機。
想當年在14nm FinFET技術時,三星領先了臺積電推出14nm,而臺積電是16nm,后來三星搶走了蘋果的部分訂單,就給臺積電很大的壓力。
而在3nm時代,三星又故伎重演,想采用GAA技術,領先于臺積電的FinFET技術,甚至還想早于推出3nm技術。
今年5月,IBM突然發(fā)布全球首款2nm芯片的消息震驚業(yè)界。在驚訝于IBM在工藝制程研發(fā)進度之快、以及IBM聯(lián)手三星電子和英特爾之余,業(yè)內(nèi)外不少人士都為臺積電捏了一把汗。
三大芯片巨頭的聯(lián)盟以及工藝精度的突飛猛進令臺積電身上的壓力更大,但近日臺積電官宣好消息,在工藝精度的研發(fā)上趕上了IBM的步伐。
6月2日,在線上舉辦的2021年度技術研討會中,臺積電官方披露了2nm的關鍵指標。
據(jù)臺積電透露,臺積電的2nm工藝會采用全新的設計,并首次引入納米片晶體管取代了傳統(tǒng)的FinFET結構。用臺積電官方的話來講:這將是史上最大的飛躍。由此可見,在技術層面,臺積電完全有趕超IBM進度的實力,即使目前臺積電的2nm工藝剛剛進入研發(fā)階段。
不同于傳統(tǒng)結構,納米片晶體管能夠更好地控制閾值電壓。所謂閾值電壓,是把半導體領域電路運行所需要的最低電壓。
閾值電壓有任何輕微的波動,都會對芯片的設計和性能帶來明顯的影響。臺積電表示,試驗結果顯示,納米片晶體結構能夠將閾值電壓的波動至少降低15%。
在英特爾剛剛向臺積電“宣戰(zhàn)”,勢要從臺積電手中奪回高端芯片領域領先地位的一天后,就傳來了臺積電2nm制程芯片廠獲批的消息——這無疑將讓雄心勃勃的英特爾感到巨大壓力。
臺積電2nm芯片廠已獲批
據(jù)日經(jīng)亞洲報道,本周三,中國臺灣地區(qū)的環(huán)境審查部門批準了臺積電在新竹建立2nm芯片工廠的計劃。熟悉該計劃的消息人士對日經(jīng)亞洲表示,臺積電預計在2022年初開始建設該工廠,并在2023年前開始安裝生產(chǎn)設備,2023年預計開始試產(chǎn),有望在2024年為蘋果iPhone量產(chǎn)新一代芯片。
在全球芯片短缺的背景下,臺積電正積極向臺灣以外地區(qū)擴張。日前臺積電正在美國亞利桑那州建設5nm芯片廠,并擴建在南京的工廠,同時正考慮在德國、日本等海外地區(qū)建廠。
計劃中的2納米芯片工廠將位于新竹,占地近50英畝。預計該項目每天將耗水9.8萬噸,相當于2020年臺積電日耗水總量的約50%。臺積電承諾,到2025年,寶山新工廠的循環(huán)水使用量將達到10%,到2030年,循環(huán)水使用量將達到100%。
而在三星的步步緊逼之下,臺積電近日終于也說出了有關于3nm芯片的情況,也談到了2nm,從臺積電CEO魏哲家講話內(nèi)容來看,3nm、2nm路線基本上是定了。
按照臺積電的說法,3nm會有兩個版,一個是3nm 3 GAE低功耗版,會2022年初量產(chǎn),但是交貨給客戶,可能會到2023年初去了,比預期的要晚半年左右,所以明年的蘋果A16芯片,未定一定是3nm工藝。
這個低功耗版的3nm芯片,較5nm,晶體管密度增加70%,同等功耗下性能可提升10-15%,同等性能下功耗可降低25-30%。
近年來,芯片制造工藝發(fā)展速度很快,短短幾年時間內(nèi),就從14nm進步到了5nm,可以i說,中高端手機幾乎都是采用5nm芯片,部分機型采用6nm等芯片。
而在芯片制造企業(yè)中,臺積電的技術最為先進,原因是臺積電用DUV光刻機量產(chǎn)了7nm芯片,并率先推出5nm工藝的芯片。
最主要的是,臺積電是先進制程芯片產(chǎn)能是最高的企業(yè),同時,臺積電的良品率也很高,所以,蘋果、AMD以及英偉達等廠商都將訂單交給臺積電生產(chǎn)。
據(jù)悉,臺積電和三星都在全力攻克3nm芯片,而三星已經(jīng)展示用了GAA工藝生產(chǎn)制造的3nm芯片,并計劃在2022年正式推出3nm芯片。
臺積電在3nm芯片方面更快一步,消息稱,今年第四季度就開始試產(chǎn),2022年年中就開始量產(chǎn)。
雖然有消息稱,臺積電3nm芯片出現(xiàn)了延期的情況,但臺積電日前正式表態(tài),3nm芯片正在按照原定計劃進行。
但沒有想到的是,3nm芯片之后,臺積電又宣布2nm芯片的新消息,預計到2025年開始推出2nm芯片。
根據(jù)臺積電早些時候發(fā)布的消息可知,臺積電預計在2022年量產(chǎn)3nm芯片,2023年試產(chǎn)2nm芯片,2024年就能夠量產(chǎn)2nm芯片。
如今,臺積電魏哲家卻表示,臺積電將會在2025年推出2nm芯片,這意味著比原先預期的晚了一年。