三星制造3nm和2nm芯片的“路線圖”: 2022年推出首批3nm芯片

三星電子是先進半導體技術(shù)的全球領(lǐng)導者。美國時間10月7日，在一年一度的三星論壇上，三星代工業(yè)務總裁兼負責人Siyoung Choi博士談到了三星芯片生產(chǎn)的未來規(guī)劃，以及全球短缺對其代工廠業(yè)務的影響。他透露了三星制造3nm和2nm芯片的“路線圖”。

在三星路線圖上，14nm、10nm、7nm、3nm都是全新工藝節(jié)點，其他則是升級改善型，包括11/8/6/5/4nm等等。

全球目前量產(chǎn)的 最先進工藝是 5nm ，臺積電明年就要量產(chǎn) 3nm 工藝，不過 3nm 節(jié)點他們依然選擇 FinFET 晶體管技術(shù)，三星則選擇了 GAA 技術(shù)，日前三星也成功流片了 3nm GAA 芯片，邁出了關(guān)鍵一步。

在 3nm 節(jié)點，三星比較激進，直接選擇了下一代工藝技術(shù)—— GAA 環(huán)繞柵極晶體管，通過使用納米片設備制造出了 MBCFET ( Multi-Bridge-Channel FET ，多橋 - 通道場效應管)，該技術(shù)可以顯著增強晶體管性能，主要取代 FinFET 晶體管技術(shù)。

三星計劃在2025年開始量產(chǎn)采用2nm工藝的芯片。當前，大多數(shù)旗艦智能手機由基于5nm工藝構(gòu)建的SoC提供支持。這家芯片制造商預計將在2022年上半年開始為客戶生產(chǎn)首批基于3nm的芯片。由于采用了3nm全環(huán)柵 (GAA) 技術(shù)，這些新芯片的性能應該會提高30%，并且功耗會減半。而該芯片比5nm芯片占用的空間最多減少35%。

3nm芯片將在三星位于韓國平澤的工廠生產(chǎn)——目前正在擴建以支持更高的產(chǎn)能。還計劃在美國開設一家代工廠，但有關(guān)其位置的細節(jié)很少。同時，第二代3nm芯片預計將于2023年開始生產(chǎn)。此外，三星還透露，2nm工藝的芯片處于開發(fā)初期。這些將使用GAA和多橋通道FET技術(shù)，該技術(shù)也在開發(fā)中。

10月8日報道，在本周剛剛舉行的第五屆三星晶圓代工年度論壇(Samsung Foundry Forum 2021)上，三星電子總裁兼代工業(yè)務負責人Siyoung Choi公布了有關(guān)3/2nm GAA晶體管量產(chǎn)計劃、三星RF射頻平臺和其在美建廠的情況。

Siyoung Choi宣布，三星首批3nm芯片將于2022年上半年開始生產(chǎn)，而2nm工藝節(jié)點將于2025年進入量產(chǎn)。在本次活動上，三星電子還首次推出了17nm FinFET專業(yè)工藝技術(shù)，該工藝比28nm工藝性能提升了39%，功率效率提高了49%。以下是芯東西對Siyoung Choi完整演講的編譯、整理。

本文福利：三星宣布其基于GAA 技術(shù)的3nm 制程成已成功流片，這是半導體革命一個新的里程碑事件。推薦精品報告《三星GAA新技術(shù)成功流片延續(xù)摩爾定律及全球半導體行業(yè)高景氣》?？稍诠娞柫奶鞕诨貜完P(guān)鍵詞【芯東西184】獲取。

在晶圓代工論壇上，Siyoung Choi談道：“我們將提高整體產(chǎn)能并引領(lǐng)最先進的技術(shù)，同時進一步擴大硅片規(guī)模并通過應用繼續(xù)技術(shù)創(chuàng)新。”

他提到自2017年以來，三星電子的制程工藝每年都有所升級，而三星電子代工業(yè)務將加強節(jié)點制程多樣化、新晶圓廠產(chǎn)能擴張和提升代工服務等領(lǐng)域。

三星電子表示，其8nm射頻平臺將通過支持毫米波應用，擴大在5G半導體市場的占有率。

此外，該公司還在推進14nm制程，以支持3.3V或閃存型的嵌入式MRAM，以提高寫入速度和密度，目標應用是微控制器單元、物聯(lián)網(wǎng)設備和可穿戴設備等。

TrendForce的數(shù)據(jù)顯示，三星是僅次于臺積電的全球第二大芯片代工企業(yè)，至6月底其市場份額為17.3%。

臺積電此前也已透露，3nm工藝將于明年下半年量產(chǎn)。換言之，三星3nm芯片計劃與臺積電計劃的時間節(jié)點也不謀而合。只不過，臺積電尚未公布其2nm芯片的量產(chǎn)路線圖。但有推測認為，臺積電的2nm工藝有望在2024年量產(chǎn)。

目前來看，三星今年最新的代工市場份額還沒達到15%，遠低于臺積電近六成的份額，兩者并不在一個競爭實力和級別上。

不過，新動態(tài)凸顯三星追趕臺積電技術(shù)與市場的野心。若三星先于臺積電對更先進的工藝技術(shù)商業(yè)化，或會搶走一批優(yōu)質(zhì)客戶，甚至吸引蘋果、高通、谷歌等國際頭部客戶。

另外，三星希望在十年內(nèi)加大投資，重砸千億美元，以成為頭部的半導體代工企業(yè)。而臺積電或許也感到了壓力，未來3年也承諾將向代工業(yè)務加大投資，以鞏固其市場地位。

雖然在7nm節(jié)點上落后了臺積電，但三星表態(tài)他們的3nm工藝已經(jīng)完成了性能驗證，將于2020年大規(guī)模量產(chǎn)。是的，目前智能手機中芯片的主要代工都是在臺積電上，因為目前臺積電在7nm工藝上比較成熟。也是因為7nm成為了主流。所以高通最新的處理器855也是7nm的。

三星早前也有榮光時刻，比如在之前的32nm、14nm及10nm節(jié)點率先量產(chǎn)，獲得了市場不錯的口碑。但是智能手機市場就是如此的殘酷，不管之前的14nm及10nm節(jié)點如何，只要最新的7nm沒有跟上，就會選擇其他公司。

而三星之外顯然就是臺積電了，在全球晶圓代工市場上臺積電一家獨大，占據(jù)全球晶圓代工市場大約60%的份額，在7nm工藝節(jié)點幾乎壟斷了目前所有芯片代工訂單。比如華為、高通、蘋果都是采用了7nm的制程，三星顯然需要好好加油才行。