【業內熱點】三星將在2021年推3nm GAA 晶片性能提高35%

2020-09-01

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據國外媒體報導，三星將於2021年向市場推出一項突破性的處理器技術，對最基本的電子元件進行根本性改造，使晶片性能提高35%，同時使能耗降低50%。

據悉，當地時間周二三星在於加州聖克拉拉舉行的三星鑄造論壇(Samsung Foundry Forum)上宣布，這項名為「環繞柵極」(gate all around，GAA)的技術能夠對晶片核心電晶體進行重新設計和改造，使其更小更快。

到2021年，應用這種技術的晶片問世後將成為三星與英特爾和台積電等競爭對手的交手中邁出的重要一步。

三星希望藉此加快晶片行業的發展步伐。

近年來，晶片行業一直難以克服極端小型化帶來的工程挑戰。

國際商業戰略諮詢公司(International Business Strategies)執行長漢德爾·瓊斯(Handel Jones)表示，三星強大的材料研究項目正在取得成效。

他表示:「三星在GAA方面領先台積電大約一年時間。

」「而英特爾可能落後三星兩到三年。

」

三星的進步將延長摩爾定律所描述的行業進步，確保我們的手機、手錶、汽車和家庭互聯設備能變得更智能。

在GAA技術的幫助下，至少在未來幾年，用戶可以期待出現更好的圖形處理技術、更智能的人工智慧和其他計算方面的改進。

「GAA將標誌著我們代工業務進入一個新時代，」三星代工業務營銷副總裁瑞安李(Ryan Lee)在本次活動上表示。

7 納米打不贏台積電，3 納米GAA 成為關鍵戰場

據Digitimes的報導，台積電的7nm晶圓訂單正在大幅增加，生產利用率也越來越高，預計到今年第三季度會達到100％，而在剛剛結束的第一季度，台積電7nm的利用率可能是最低點。

7nm的強勁銷量將使台積電的收入在2019年底之前大幅增加，可以抵消台積電今年的疲軟開局。

而且由於AMD下一代處理器的需求以及7nm安卓設備的推出，7nm的占有率將會提高。

目前，計劃今年發布的新一代CPU、GPU、AI、伺服器晶片基本都採用台積電7nm，尤其突出的是AMD和華為海思——前者從GF那裡轉到台積電，下代桌面和伺服器CPU、GPU全都給了台積電7nm，而華為海思一直是台積電的核心合作夥伴，麒麟980的出貨量已超千萬。

三星與之相比則相形見拙，為此他們將戰場轉移到3nm GAA。

從表面上看， GAA 和柵極夾雜在源極和漏極之間的 MOSFET 很類似。

另外， GAA 同樣包含了 Finfet ，但和目前 fin 是垂直使用的 Finfet 不同， GAA 的 Finfet 是在旁邊。

GAA Fet 包含了三個或者更多的納米線，形成溝道的納米線懸空且從源極跨到漏極。

其尺寸是驚人的。

IMEC 最近介紹的一個 GAA fet 的納米線只有 8nm 直徑。

控制電流流動的 HKMG 架構能夠填補源極和漏極之間的差距。

這就是為什麼我們需要GAA的原因。

其實2018 年底，三星就已宣布將在2020 年生產4 納米GAA 製程。

根據市場人士觀察，包括Gartner 副總裁Samuel Wang 都對2022 年之前量產GAA 技術表示懷疑。

但現在似乎我們低看了韓國巨頭的決心。

但另一邊廂，台積電也在加緊布局其製程。

據《EE Times》報導，台積電正朝 3 納米製程、封裝技術進步和特殊模組應用發展。

今年第25 屆的北美技術研討會上，台積電指出，目前正研究開發3 納米製程和2 納米製程等技術。

半導體晶片製程經常使用所謂的幾nm，指的是積體電路電晶體柵極的寬度，也稱為柵長。

柵長越短，就可在相同大小的矽片上整合更多電晶體。

台積電研究發展/ 技術發展資深副總經理米玉傑(YJ Mii) 表示，硫化物和硒化物的2D 材料，具有良好的性能，因為溝道厚度每低於1nm，可以提供比7nm 柵極長度更高的驅動電流。

兩大代工巨頭的大戰仍將持續。

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