三星周三在其三星代工論壇（Samsung Foundry Forum）活動上表示，這種被稱為「柵環型電晶體（gate all around）」的技術，或GAA，重新塑造晶片內核的電晶體，使它們更小更快。

當這些晶片於2021年問世時，它們將成為三星與競爭對手英特爾和台灣半導體製造公司（台積電）競爭的重要一步，以加速近年來為克服極端小型化的工程挑戰而掙扎的晶片產業。

國際商業策略諮詢公司（International Business Strategies）的執行長漢德爾•瓊斯（Handel Jones）表示，三星啟動強大的材料研究項目。

他表示，「三星在GAA領先於台積電大約12個月。

」「英特爾可能比三星落後兩到三年。

」

三星的進步將延長摩爾定律所規定的進度，確保我們的手機，手錶，汽車和家庭能夠更加智能化。

曾經預測電晶體晶片技術穩定改進的摩爾定律已經步履蹣跚，而且最快速度的晶片價格高昂，其進展受到了損害，但至少在未來幾年內，您可以期待更好的圖形處理器，更智能的人工智慧和其他計算改進。

三星的柵環型電晶體

「柵環型電晶體（gate all around）技術將標誌著我們代工業務的新時代，」矽谷的核心地帶也恰好是英特爾的家的加利福尼亞州聖克拉拉市的三星代工業務營銷副總裁Ryan Lee表示。

什麼是柵環型電晶體（gate all around）技術？

幾十年來，基本的處理器構建塊一直是電晶體，縮小它是晶片進步的關鍵。

可以打開和關閉電晶體，使電流流動或不流動 - 這是控制晶片如何處理數據和做出決策的狀態變化。

在電晶體中，稱為柵極的結構控制電流是否流過溝道。

在早期的設計中，柵極被安裝在溝道的頂部，但是較新的設計將通道變成了翅片，柵極被垂下。

四周的柵極更進一步，用柵極材料完全包裹溝道 - 這種3D結構比以前的平面設計更複雜。

一些人認為GAA電晶體溝道是稱為納米線的微小圓柱體，但三星的設計使用稱為納米片的更平坦的溝道。

首批3nm晶片 - 針對智慧型手機和其他移動器件的晶片 - 將於2020年進行測試，批量生產將於2021年完成。

對性能更高的晶片（如圖形處理器和數據中心的AI晶片）的進一步改進應該會在2022年左右到來。

英特爾和台積電沒有立即評論這個故事。

3納米及以下的工藝製成

處理器的進步有很多方面，但縮小電子電路元件的尺寸是關鍵。

今天三星製造的晶片使用7納米的特徵--70億分之一米。

為了比較，一條DNA鏈僅約2納米。

Lee表示，三星正在改進7nm工藝，採用6nm，5nm和4nm版本的工藝，但GAA將讓三星將電路縮小到3nm。

但那還不是全部。

Lee預測，GAA改進將導致2nm製造。

之後將是1nm的未來技術，然後，他預計，尺寸會更小。

「我確信將有超過1納米的新技術，」Lee說。

「雖然我不確定是什麼樣的結構，但它會出現。

」

這是一個大膽的期望，儘管公平的晶片製造商數十年來一直擔心的小型化障礙。

也許我們必須轉向皮米 - 萬億分之一米 - 因為我們曾經將晶片命名慣例從0.13微米轉換成130納米。

三星的5nm晶片有望在2020年上市，但現在可以製造原型。

該公司現在發布了早期的生產工具，因此客戶也可以開始設計和調整3nm的晶片。

三星的代工論壇

3nm晶片更貴

三星多年來一直在製造晶片，但在2017年，三星將其晶片代工部門拆分為一個獨立的業務，以吸引除三星電子等集團之外的客戶，後者開發了一些三星手機中使用的Exynos晶片。

因此，其他公司依賴三星的實力 - 比如高通，它依靠三星來製造新的高端Snapdragon 730和730G智慧型手機晶片 - 以及三星是購買其產品的消費者。

在處理器製造的輝煌時代，新一代技術將帶來更小更快的晶片，同時不會增加功耗。

如今，很難獲得所有三個好處。

即使我們這樣做 - 正如三星承諾的3nm - 客戶仍然可能猶豫不決，因為它很昂貴。

正如其即將推出的5nm晶片將比目前的7nm晶片貴一些，3nm晶片將比每個電晶體定價的前代產品要貴「一點」。

Lee說，但這些成本正在逐漸下降。

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2020-11-05

三星「柵環型電晶體」技術全面提升處理器速度以擊敗晶片競爭對手

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