2nm晶片研發取得重大突破！台積電邁向GAA，三星和Intel慌了嗎？

【新智元導讀】據報導，台積電衝刺先進位程，在 2nm 研發有重大突破，已成功找到路徑，將切入環繞式柵極技術。

儘管5nm剛實現量產不久，台積電和三星就開始瞄準更先進的製程。

據報導，台積電在2nm研發有重大突破，將切入環繞式柵極技術 (gate-all-around，簡稱 GAA)技術。

台積電在先進位程方面可謂是一騎絕塵。

前幾天剛剛宣布其3nm製程預計2021年風險量產，2022年下半年量產。

近日又傳出2nm研發的重大突破！

報導還總結了台積電近年來整個先進位程的布局。

業界估計，台積電2nm將在2023至2024推出。

GAA技術給摩爾定律續命，胡正明團隊的FinFET到瓶頸了？

報導中的另外一個重點是，此番台積電將切入GAA技術，而在此前之前還宣布台積電在3nm節點將繼續使用FinFET工藝。

FinFET工藝全稱Fin Field-Effect Transistor，中文名叫鰭式場效應電晶體。

FinFET命名根據電晶體的形狀與魚鰭的相似性。

隨著技術的不斷演進，工藝節點製程也在不斷突破極限。

在現在廣泛使用的FinEFT技術提出之前，根據摩爾定律，晶片的工藝節點製程的極限是35nm。

提到FinEFT技術，就不得不提到一個人，那就加州大學伯克利分校的胡正明教授，他可是被稱作是拯救了摩爾定律的男人。

FinEFT工藝由胡正明團隊率先提出並研發成功，當時預測該電晶體器件能夠使工藝節點繼續發展到20nm以下，這一預測在今天已經得到了驗證。

在2011年初，英特爾推出了商業化的FinFEt，他們在22nm的第三代酷睿處理器上第一次使用FinFET工藝。

台積電等主要半導體代工企業也已經開始陸續推出自己的 FinFEt。

從2012年起， FinFet已經開始向20mm節點和14nm節點推進。

並且，依託FinEFT技術，晶片工藝節點製程已經發展到7nm，5nm甚至是3nm，也遇到了瓶頸。

FinFET 本身的尺寸已經縮小至極限後，無論是鰭片距離、短溝道效應、還是漏電和材料極限也使得電晶體製造變得岌岌可危，甚至物理結構都無法完成。

於是比FinEFT提出要早上10年的GAA又重新進入了人們的視野。

FinFET工藝實質上就是在原有的平面上電晶體架構基礎上增加了一個柵極，這樣可以讓尺寸很小的電晶體減少漏電。

因為大部分的漏電是來自於溝道下方的流通區域，也就是短溝道效應。

全環繞柵(gate-all-around)是FinFET技術的演進，可以用來抑制短溝道效應的技術。

事實上，GAA也只是一個技術代稱，台積電的GAA邏輯製程跟三星電子GAA肯定有所不同，台積電此舉大概是告訴大家，FinFET的極限就是3nm了，之後要用GAA概念去量產2nm。

2nm市場，台積電三星「劍拔弩張」，Intel「笑看風雲」

台積電和三星電子的技術轉變其實是給GAA正名：GAA確實是之後晶片的發展趨勢。

台積電和三星在晶片製程上的方向是類似的。

三星前段時間率先宣布在3nm導入GAA技術，並「大放厥詞」：2030年要超過台積電，取得全球邏輯晶片代工龍頭地位。

這也算是為兩家企業2-3nm製程的市場之戰吹響了號角。

台積電宣布在2nm製程中引入GAA也算是對三星「宣戰」的回應。

除了和三星的「明爭暗鬥」，此次2nm研發決策還和台積電的經營狀況有關。

台積電的營收成績逐步走高。

儘管華為訂單「懸而未決」，但根據台積電官網7月10日消息，台積電6月凈收入約為287.5億人民幣（1208.8億新台幣），較2019年6月增長了40.8%。

這也是自1999年以來，台積電月度營收首次超過1200億新台幣，創下歷史新高。

台積電近三年都拿出了營收費用的8%-9%來用於研發。

營收的增多，也意味著研發費用的增多。

因此，營收上漲也代表台積電在技術革新方面「燒錢」更猛了。

儘管台積電和三星在2nm-3nm市場「劍拔弩張」，但是Intel卻毫不在乎——Intel的發展理念和這兩位還是有很多不同。

比起衝擊新的製程，Intel依然堅守14nm。

知乎用戶@Castor 就表揚Intel對14nm的「專情」。

Intel在14nm優化的道路上可謂是越走越長，至今已經六年有餘。

常有網友調侃說Intel的終極目標是14nm++++++。

當然也有不少Intel的擁護者，知乎用戶@天青色水玉 就這樣誇讚Intel：

Intel在製程上並不是沒有做出努力。

其實Intel現在也有10nm的產品，但是主流還是14nm，主要是10nm的步子邁大了，整體質量都沒有起來。

另一方面，Intel的先進位程是給自家CPU用的，因此量產和代工量這方面，相較台積電，考慮的少一些。

Intel是是強調頻率的，10nm成本高且跑高頻方面比不過自家成熟的14nm++，所以14nm只能繼續挑大樑了。

2nm風雲後的晶片市場：幾家歡喜幾家愁

說到台積電不得不提華為。

據悉，台積電將從9月15日開始對華為斷供。

斷供如果是第一打擊，那麼2nm晶片製程工藝讓華為晶片雪上加霜。

如果沒有了先進位程工藝的加持，「麒麟」的性能將寸步難行，很難再與高通「驍龍」，三星「獵戶座」等競品相提並論。

手機遊戲與軟體的發展對手機性能的要求逐步提高，如果華為不關注晶片製程和性能，那麼未來發展將會受到局限。

除了華為，中芯國際的壓力也陡然增大。

中芯國際今年實現了14nm 的量產，與目前已經實現量產的5nm工藝還有三個代差。

儘管中芯國際被「寄予厚望」，但能否不負眾望還未可知。

知乎用戶@超級吐槽段子手 就這樣說道：

AMD作為台積電的客戶當然是開心的，台積電的製程進步很大機率上意味著它能夠為AMD提供更好的產品。

三星和台積電的競爭現今也是良性的，兩者你追我趕的架勢其實也促進了技術的發展。

Intel素來對晶片製程的進步態度曖昧，對此可能並沒有什麼波瀾。

當然對於是否有必要做2nm的討論頗多，畢竟Intel就是一個很好的例子。

知乎網友@少年珂神酷就指出，現今的體驗已經很好了，這種製程進步不一定必要。

製程的進步是否重要還是取決於性能。

從現在的角度來看，如果GAA技術的方向是對的，那麼我們有理由相信，未來，三星和台積電將在2-3nm製程給我們帶來更多的驚喜。

參考連結：https://www.zhihu.com/question/406643900