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三星3nm技術(shù)有新突破，是否還能挽救高通的頹勢？

時間：2022-07-13 11:40:02

關(guān)鍵字：三星電子 3nm工藝

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[導(dǎo)讀]7 月 7 日消息，據(jù)國外媒體報道，三星電子 6 月 30 日在官網(wǎng)宣布，他們采用全環(huán)繞柵極晶體管架構(gòu)的 3nm 制程工藝，已在當(dāng)日開始初步生產(chǎn)芯片，先于臺積電采用 3nm 工藝代工晶圓。

7 月 7 日消息，據(jù)國外媒體報道，三星電子 6 月 30 日在官網(wǎng)宣布，他們采用全環(huán)繞柵極晶體管架構(gòu)的 3nm 制程工藝，已在當(dāng)日開始初步生產(chǎn)芯片，先于臺積電采用 3nm 工藝代工晶圓。

目前距離三星電子宣布初步生產(chǎn)已有一周的時間，外媒在報道中，也給出了他們 3nm 制程工藝的更多信息。

外媒最新的報道顯示，三星電子 3nm 制程工藝的首家客戶，將是國內(nèi)的一家專用集成電路應(yīng)用公司，不過他們并未披露公司的具體名稱。

外媒在報道中還提到，作為三星電子晶圓代工最大客戶的高通，也已經(jīng)預(yù)訂了 3nm 工藝的產(chǎn)能。消息人士透露，根據(jù)兩家公司達(dá)成的協(xié)議，高通是隨時都可以要求三星采用這一工藝為他們代工芯片。

不同于 7nm、5nm 等工藝所采用的鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)架構(gòu)，三星電子的 3nm 制程工藝，是率先采用全環(huán)繞柵極晶體管架構(gòu)。三星電子在官網(wǎng)上表示，同 5nm 工藝相比，他們的第一代 3nm 制程工藝所代工的芯片，功耗降低 45%，性能提升 23%，芯片面積減少 16%。

三星電子在晶圓代工領(lǐng)域的競爭對手臺積電，目前也在推進(jìn) 3nm 工藝的量產(chǎn)事宜，他們是計劃在今年下半年量產(chǎn)，他們的 3nm 工藝，仍繼續(xù)采用鰭式場效應(yīng)晶體管架構(gòu)。

星的3nm傳來了新的進(jìn)展，其效率提升了45%，可以挽回高通?

隨著芯片技術(shù)的飛速發(fā)展，芯片的批量生產(chǎn)也在不斷的加快，從28nm到4nm，到現(xiàn)在的4nm。這是什么概念?這代表著芯片的尖端工藝，正在接近摩爾定律。

當(dāng)然，現(xiàn)在世界各地的公司，都在為芯片的尖端技術(shù)而奮斗，而三星，則是在3nm芯片領(lǐng)域，取得了突破性的進(jìn)展。所以，這一次，3nm真的可以大規(guī)模生產(chǎn)?畢竟三星這么多年來一直在研究3納米技術(shù)，卻始終沒有任何進(jìn)展。

三星已經(jīng)研究出了如此先進(jìn)的3nm制程技術(shù)，是否還能挽救高通的頹勢?

三星3nm技術(shù)有新突破

據(jù)韓國媒體報導(dǎo)，三星公司計劃在韓國平澤市投資3nm芯片工廠，并計劃于六月和七月開始動工。在3nm制程上，三星似乎已經(jīng)做好了孤注一擲的準(zhǔn)備。

臺積電也在研究3nm芯片，但臺積電采用的是FinFET技術(shù)。但三星就不行了，三星要用什么?準(zhǔn)備采用新的方法，做好率先嘗試的準(zhǔn)備。這種新的技術(shù)被稱為GAA制程。

該方法采用了一種新型的環(huán)繞式柵極晶體管，并將其與有關(guān)的奈米器件及相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，從而構(gòu)成多橋路FET。

三星之所以會做出這樣的決定，并不是什么稀奇的事情，因為從理論上講，采用了GAA晶體管技術(shù)的新技術(shù)，將會讓FinFET的性能得到極大的提升。

采用GAA的新技術(shù)，可以將功耗降低50%，性能提升35%，這是理論上的，畢竟三星的新技術(shù)，比臺積電的傳統(tǒng)工藝要好得多。

而三星的3nm制程芯片，要在3nm制程上超過臺積電的傳統(tǒng)制程，就必須要有一個巨大的變數(shù)。三星在3nm芯片上花了好幾年的時間，但到現(xiàn)在為止，還只有三星在談，而現(xiàn)在，三星宣布要開始生產(chǎn)3nm芯片了。

三星，真的能量產(chǎn)3nm芯片么?

首先，三星在發(fā)展芯片領(lǐng)域的大量資金

三星公司，很有可能將自己的3nm芯片，應(yīng)用到更高的技術(shù)上。三星于2020年十一月九日宣布，即2022年，即今年大規(guī)模生產(chǎn)3nm芯片，據(jù)相關(guān)公司高層表示，他們不僅定下了一個目標(biāo)，而且還提出了一個新的方案，那就是研發(fā)芯片，預(yù)計將投入1160億美元。

這是一筆巨大的投資，再加上三星公司花了將近兩年的時間，花了大量的錢，才將3nm芯片的生產(chǎn)完成。

其次，三星創(chuàng)造了新的收入記錄

三星公司決定采用新的技術(shù)，所以三星的3nm制程，很大程度上取決于他們的投資，就在不久前，韓國三星宣布了去年的收入，三星今年的收入達(dá)到了歷史新高，達(dá)到了2330億美元，比上年同期增加了18%。

所以，現(xiàn)在的三星，已經(jīng)可以在3nm芯片上投入更多的資金了。

提起半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大國，很多人都說不上來具體的國家。但其實，現(xiàn)實就是偌大的全球市場，只有幾個國家才算得上真正地掌握半導(dǎo)體核心技術(shù)，而每個國家都可以稱為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大國。由此可見，真正掌握半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的國家數(shù)量有多么少，發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的難度有多么大。

有趣的是，本是科技產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)的日本，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)這種核心技術(shù)上已經(jīng)被韓國的三星超過了?？墒亲盍铐n國三星擔(dān)心的不是日本企業(yè)的“反撲”，而是忌憚中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，未來終將要面對來自中國企業(yè)的挑戰(zhàn)。

韓國三星是如何超過日本半導(dǎo)體的?

首先來說一下日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。其實日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步很早，早在上個世紀(jì)就高速發(fā)展著，不僅是亞洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的龍頭，同樣在全球市場上挑戰(zhàn)著美企的生存空間。日本很多的科技廠商都是從這個時候發(fā)展起來的，積累了大量的經(jīng)驗與技術(shù)。

韓國三星是如何超過日本半導(dǎo)體的?

美國為了限制日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，在亞洲挑選出了日本的鄰國——韓國，作為日本的競爭對手。但是當(dāng)時的韓國還很貧窮，韓國三星電子還是一個名不見經(jīng)傳的小電器公司，而成為發(fā)達(dá)國家，就是靠著其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)。這其中，大部分都是美國的支持。

美國不僅是從技術(shù)和經(jīng)驗上支持韓國三星，還將大批優(yōu)秀的半導(dǎo)體領(lǐng)域人才送至韓國，幫助韓國提升芯片、半導(dǎo)體等多個產(chǎn)業(yè)，在韓國對外購買設(shè)備方面，美國這邊也是“大開綠燈”，讓韓國三星暢通無阻的購進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，比如已經(jīng)能夠量產(chǎn)3nm芯片了，但他們卻始終高興不起來!

三星的3nm芯片終于在今天掀開面紗。三星宣布，基于3nm全環(huán)繞柵極(Gate-All-AroundT，簡稱 “GAA”)制程工藝節(jié)點的芯片已經(jīng)在其位于韓國的華城工廠啟動大規(guī)模生產(chǎn)。此舉使三星成為全球首家量產(chǎn)3nm芯片的公司。然而，搶先一步量產(chǎn)3nm芯片，并不意味著三星在與臺積電的“雙雄”之戰(zhàn)中占據(jù)了先機。

三星3nm憑速度超越臺積電,一路走來，三星3nm量產(chǎn)之路并不順利。今年4月，有消息傳出，三星基于GAA晶體管的3nm工藝良率才到10%~20%，遠(yuǎn)低于預(yù)期，這意味著公司需要付出更高的成本。今年5月，業(yè)界再次傳出消息，三星3nm良率問題已解決，3nm GAA制程將如期量產(chǎn)。6月初，有消息稱，三星的3nm制程已經(jīng)進(jìn)入了試驗性量產(chǎn)。然而就在幾天后的6月22日，市場卻又傳出三星因良率遠(yuǎn)低于目標(biāo)延遲3納米芯片量產(chǎn)的消息。

盡管“跌跌撞撞”，但三星依舊全力推進(jìn)，終于搶在臺積電之前，成功量產(chǎn)了3nm。資料顯示，與其5nm工藝相比，三星第一代3nm工藝可以使功耗降低45%，性能提升23%，芯片面積減少16%;而未來第二代3nm工藝則使功耗降低50%，性能提升30%，芯片面積減少35%。三星在3nm工藝中開始引入GAA架構(gòu)。與當(dāng)前的FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)工藝相比，GAA工藝可讓芯片面積減少45%的同時提升30%的性能，功耗降低50%。在這一層面，三星是大膽采用新技術(shù)的“革新者”。

與三星的大膽和急迫相比，其業(yè)內(nèi)最大的競爭對手臺積電就顯得有些“不緊不慢”。在三星急于在3nm切入GAA架構(gòu)之時，臺積電宣布其3nm中仍將沿用FinFET架構(gòu)，在2nm時再切入GAA架構(gòu)。雖然，GAA是在更小尺寸下更加被普遍看好的工藝結(jié)構(gòu)，但在3nm技術(shù)節(jié)點中采用GAA架構(gòu)，仍是一個值得商榷的問題。