12月22日電，在中國集成電路設計業(yè)2021年會暨無錫集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇(ICCAD 2021)上，臺積電(中國)總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球表示，臺積電將于明年3月推出5nm汽車電子工藝平臺，同時臺積電將在2nm的節(jié)點推出Nanosheet/Nanowire的晶體管架構并采用新的材料。
今日，由中國半導體行業(yè)協(xié)會集成電路設計分會、“核高基”國家科技重大專項總體專家組、中國集成電路設計創(chuàng)新聯(lián)盟共同主辦, 中國半導體行業(yè)協(xié)會集成電路設計分會、江蘇省半導體行業(yè)協(xié)會、無錫市半導體行業(yè)協(xié)會、江蘇省產(chǎn)業(yè)技術研究院智能集成電路設計技術研究所、國家集成電路設計(無錫)產(chǎn)業(yè)化基地、上海芯媒會務服務有限公司、上海亞訊商務咨詢有限公司共同承辦，中國通信學會通信專用集成電路委員會和《中國集成電路》雜志社共同協(xié)辦的“中國集成電路設計業(yè) 2021 年會暨無錫集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇(ICCAD 2021)”在無錫太湖國際博覽中心舉行。
此次盛會上，一眾大家熟知或陌生的半導體大廠、機構以及國家部門均有代表出席，例如中國半導體行業(yè)協(xié)會集成電路設計分會理事長魏少軍教授就為大會作了題為《實干推動設計業(yè)不斷進步》的主旨報告。
在 ICCAD 2021 上，臺積電(中國南京)總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球表示，臺積電將于明年 3 月推出 5nm 汽車電子工藝平臺，同時臺積電將在 2nm 的節(jié)點推出 Nanosheet / Nanowire 的晶體管架構并采用新的材料。
了解到，羅鎮(zhèn)球還表示，臺積電從今年開始已經(jīng)大幅提升資本開支，在 2021 年到 2023 年期間，會在已擴產(chǎn)的基礎上投資超過 1000 億美元。
臺積電今天線上舉辦2021年度技術研討會，公布了未來新工藝進展，6nm、5nm、4nm、3nm、2nm都有新消息傳來。
2nm目前是各大半導體巨頭角逐的制高點，IBM甚至已經(jīng)在實驗室內(nèi)搞定，率先公布了2nm芯片，而除了臺積電、三星兩大代工巨頭，歐洲、日本也在野心勃勃地規(guī)劃。
不同于之前世代在相同的基礎架構上不斷演進，臺積電的2nm工藝將是真正全新設計的，號稱史上最大的飛躍，最大特點就是會首次引入納米片(nanosheet)晶體管，取代現(xiàn)在的FinFET結構。
臺積電表示，納米片晶體管可以更好地控制閾值電壓(Vt)——在半導體領域，Vt是電路運行所需的最低電壓，它的任何輕微波動，都會顯著影響芯片的設計、性能，自然是越小越好。
臺積電宣稱，根據(jù)試驗，納米片晶體管可將Vt波動降低至少15%。
目前，臺積電的2nm工藝剛剛進入正式研發(fā)階段，此前消息是2023年試產(chǎn)、2024年量產(chǎn)。
Nanosheet/Nanowire晶體管應該取代的是FinFET(鰭式場效應晶體管)，不同于三星在3nm上直接上馬GAA(環(huán)繞柵極晶體管)，臺積電3nm(至少第一代)仍延續(xù)FinFET。
資料顯示，F(xiàn)inFET(又稱3D晶體管)系華人教授胡正明于1999年發(fā)明，他出生于北京豆芽菜胡同，曾任臺積電首席技術官。FinFET第一代由Intel在2012年的22nm節(jié)點應用量產(chǎn)，當時臺積電、三星還停留在28nm工藝。
直到Bulk CMOS工藝技術在20nm走到盡頭之后，胡教授發(fā)明的FinFET和FD-SOI工藝得以使三星/臺積電的14nm/16nm延續(xù)摩爾定律傳奇至今。
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。
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%。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。
值得一提的是，拋開臺積電和IBM之間的競爭不談，以臺積電目前的進度來看，三星電子想要反超的希望很渺茫。
在筆者看來，這主要有兩方面的原因。
一方面，臺積電的技術水平明顯高于三星，且進度更快。
技術水平上，雙方5nm工藝量產(chǎn)出的芯片功耗之間的差距足以證明，三星電子在高精度工藝成熟度上仍然需要改善。
此外，雖然三星計劃在3nm工藝節(jié)點上冒險采用GAA技術，但目前并沒有利好消息傳出。反觀臺積電，早在5月初就曾傳出過3nm工藝研發(fā)進度超出預期的消息。
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