3nm爭奪戰正式開打

2020-08-31

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來源：內容由半導體行業觀察綜合自網際網路，謝謝。

昨天，台灣主管部門宣布，台積電3nm工廠環評正式通過，這個總投資規模約200億美元的項目進入了一個新階段。

對於3nm晶圓廠來說，除了技術研發之外，它對水電的消耗也不容忽視，特別是在大量使用EUV工藝之後，我們之前在介紹EUV光刻機時就提到過這個問題，由於EUV極其耗電，因為13.5nm的紫外光容易被吸收，導致轉換效率非常低，據說只有0.02%，目前ASML的EUV光刻機輸出功率是250W，工作一天就要耗電3萬度，所以晶圓廠耗電量極其驚人，台積電公布的2016社會責任報告中提到耗電量總計88.5億度。

除了耗電之外，晶圓廠在製造晶片的過程中還需要大量水源，大型晶圓廠每日用水量高達5萬噸，儘管現在已經做到了80%以上的循環用水，但是總量依然驚人，所以建設半導體晶圓廠對環境方面的壓力還是很大的，工藝越先進，問題就越明顯。

台積電公司總裁魏哲家在月初曾表示，3納米的技術也都已經到位，一切就等環評通過。

聯想到三星在早前宣布3nm提速，可以肯定地說，3nm競爭正式開打。

首先看台積電，他們的3nm晶圓廠坐落在台灣南科園區，占地28公頃，位置緊鄰台積電的5nm工廠。

今年8月中旬台灣環保部門已經通過了「台南科學園區二期基地開發暨原一期基地變更計畫環差案」初審，昨天環差案通過審查，台積電將於2020年9月自南科管理局取得用地後，隨即動土展開3納米新廠興建作業。

根據台積電的資料，他們的3nm項目投資超過6000億新台幣，約為194億美元或者1347億人民幣，2020年開始建廠，2021年完成設備安裝，預計2022年底到2023年初量產。

再看三星，他們在晶圓代工方面的野心昭然若揭。

該公司晶圓代工業務負責人Eun Seung Jung 日前在國際電子元件會議（IEDM）表示，三星已完成3 納米製程技術的性能驗證，正在進一步完善製程技術，目標是預計2020 年大規模量產，這時程也將超前台積電2022 年正式量產3 納米製程技術。

全球晶圓代工市場，目前台積電一家獨大，占全球晶圓代工市場約60% 市占率。

不僅營收遠超其他廠商，且最先進的7 納米製程節點，幾乎壟斷所有晶片代工訂單。

據台積電錶示，2018 年製造了50 多個7 納米晶片，2019 年還有100 多個7 納米及加強版7 納米+ 製程訂單。

競爭對手三星要在7 納米製程節點追趕台積電難度很高，所以將目光放在更先進的3 納米製程節點。

根據三星的規劃，他們將在3nm上用上GAA技術，而他們研發的產品叫做MBCFET(多橋通道場效應管)，按照九月份的時候的報導，這個技術正在使用納米層設備開發之中。

所謂GAAE/GAAP (3nm Gate-All-Around Early/Plus)Gate-All-Around就是環繞柵極，相比於現在的FinFET Tri-Gate三柵極設計，將重新設計電晶體底層結構，克服當前技術的物理、性能極限，增強柵極控制，性能大大提升。

對本土的晶圓廠來說，要追逐先進位程，那就需要花費更多的精力和時間了。

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