3nm取得重大突破，F(xiàn)inFET下探到3nm芯片工藝預(yù)計(jì)第四季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

臺積電生產(chǎn)的每一代旗艦芯片都在刷新業(yè)內(nèi)科技水平紀(jì)錄，尤其是在智能手機(jī)領(lǐng)域，跑分已經(jīng)成為衡量芯片性能的一大參考因素。4nm制程工藝的芯片跑分已經(jīng)突破一百多萬，如果到了更先進(jìn)的3nm芯片，恐怕跑分還會更高。

值得一提的是，臺積電3nm已經(jīng)取得了重大突破，預(yù)計(jì)8月份投產(chǎn)。臺積電已經(jīng)準(zhǔn)備量產(chǎn)3nm，三星呢?3nm芯片時(shí)代要來了?

6月20日早間消息，據(jù)報(bào)道，為了生產(chǎn)3納米芯片，臺積電準(zhǔn)備在中國臺灣省臺南地區(qū)再建4座工廠。

全球出現(xiàn)芯片短缺，臺積電擴(kuò)產(chǎn)也是順應(yīng)市場要求。據(jù)報(bào)道，每痤工廠的造價(jià)約為100億美元，它屬于臺積電1200億美元投資的一部分。

4座工廠據(jù)稱都會生產(chǎn)3納米芯片。臺積電上周五還表示，2025年之前將會實(shí)現(xiàn)2納米芯片批量生產(chǎn)。

按照臺積電的計(jì)劃，它至少要在中國臺灣省建20座圓晶廠，有些正在建設(shè)，有些已經(jīng)完成。

臺積電還在美國亞利桑那投資建廠，預(yù)計(jì)2023年3月完工。據(jù)悉，臺積電還與新加坡經(jīng)濟(jì)發(fā)展委員會洽談合作建廠事宜。

據(jù)韓媒BusinessKorea報(bào)道，三星電子繼今年上半年將全環(huán)繞柵極(Gate-All-Around, GAA)晶體管技術(shù)應(yīng)用于其3納米工藝后，已計(jì)劃在2023年將GAA技術(shù)引入第二代3納米芯片，并在2025年大規(guī)模生產(chǎn)基于GAA的2納米芯片。

三星在芯片制造領(lǐng)域一直在追趕臺積電。臺積電透露，將于2022年下半年開始量產(chǎn)其首款3納米半導(dǎo)體芯片，計(jì)劃在2025年開始生產(chǎn)2納米芯片。

近日，晶圓制造商臺積電在先進(jìn)制程方面的投資擴(kuò)產(chǎn)動作頻頻，可謂“壕”氣十足。據(jù)悉，臺積電將在中國臺灣臺南新建四座3納米晶圓廠，每座都將花費(fèi)100億美元建造，總計(jì)400億美元。

6月16日，臺積電在2022年臺積電北美技術(shù)研討會上透露，到2025年，臺積電的成熟和特殊節(jié)點(diǎn)產(chǎn)能擴(kuò)大約50%。計(jì)劃將在中國大陸、中國臺灣等地建設(shè)新晶圓廠或擴(kuò)產(chǎn)，增強(qiáng)臺積電的優(yōu)勢。在先進(jìn)制程的技術(shù)方面，臺積電表示，臺積電的N3技術(shù)將于2022年晚些時(shí)候投入批量生產(chǎn)，將采用革命性的臺積電FINFLEX架構(gòu)創(chuàng)新。臺積電的N2技術(shù)將采用納米片晶體管架構(gòu)，在相同功率下比N3速度提高10-15%，或在相同速度下功率降低25-30%，N2計(jì)劃于2025年開始生產(chǎn)。

臺積電在6月初剛剛宣布將投資336億美元在臺南建設(shè)4座新的2納米晶圓廠，廠房面積將近95萬平方米，后續(xù)的1納米廠也可能落腳此處，最早2024年試產(chǎn)2納米，2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

6月8日，臺積電在股東大會上表示，臺積電已經(jīng)預(yù)留了400-440億美元用于擴(kuò)建和設(shè)備升級，并預(yù)計(jì)在2023年還會在這些方面支出超過400億美元，目的是使臺積電能夠保持技術(shù)快速發(fā)展和滿足最前沿的未來需求。而此次新建的四座3納米晶圓廠，每座都將花費(fèi)100億美元建造，總計(jì)正好400億美元。

據(jù)了解，這8座工廠都只是臺積電建造計(jì)劃的一部分，臺積電在中國臺灣本土至少有20座工廠正在建設(shè)中或即將完工，總建筑面積超過了200萬平方米。

早在2021年，臺積電就表示，未來三年將投資1000億美元，提高其工廠產(chǎn)能，以滿足不斷增長的芯片市場需求。目前看來，臺積電的擴(kuò)建產(chǎn)能計(jì)劃還將馬不停蹄地進(jìn)行。

海外擴(kuò)建方面，近日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省表示，臺積電、索尼和電裝在日本熊本縣建設(shè)的半導(dǎo)體工廠的總投資額約為86億美元，日本政府將提供近一半資金，高達(dá)4760億日元(約合35.2億美元)。新工廠已于今年4月開始建設(shè)，預(yù)計(jì)將于2024年12月開始供貨，月產(chǎn)能為5.5萬片。

索尼半導(dǎo)體子公司索尼半導(dǎo)體解決方案社長清水照士近日公開表示，由于芯片長期短缺，索尼當(dāng)前的產(chǎn)能也十分緊缺，希望能拓展穩(wěn)定的芯片采購渠道，以此提高銷量。清水照士指出：“臺積電能在熊本設(shè)廠，為索尼拓展芯片采購渠道提供了信心?！?

此外，清水照士認(rèn)為，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)多年以來都呈現(xiàn)出了低迷狀態(tài)，大學(xué)的研究規(guī)模逐漸縮小，人才短缺問題一直未能得到解決。與臺積電的合作對于培養(yǎng)半導(dǎo)體專業(yè)人才有著非常積極的作用。

臺積電是全球芯片工藝領(lǐng)導(dǎo)者，是芯片制造行業(yè)的標(biāo)桿，以臺積電為主的技術(shù)體系生產(chǎn)了全球一半以上的芯片。其公司產(chǎn)品覆蓋廣泛，手機(jī)、汽車、電腦等等都有臺積電芯片工藝技術(shù)的身影。

不只是產(chǎn)品覆蓋廣泛，而且芯片技術(shù)工藝也在持續(xù)提升。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)5nm，4nm高端芯片量產(chǎn)的臺積電，已經(jīng)在向著3nm芯片工藝出發(fā)了，而且傳來了關(guān)于3nm芯片的最新進(jìn)展。

據(jù)臺媒表示，臺積電3nm取得了重大突破，預(yù)計(jì)8月份投產(chǎn)。

另外初期的產(chǎn)量大概在每月4萬到5萬片，工藝架構(gòu)采用FinFET作為3nm制程底座。這種鰭式場效晶體管被沿用了十幾年，除了臺積電之外，其余的中芯國際，英特爾和三星等芯片制造巨頭都在鰭式場效晶體管架構(gòu)層面取得相應(yīng)的工藝突破。

沒想到臺積電依然沿用FinFET下探到3nm芯片工藝。除了能看出FinFET架構(gòu)的廣泛適用性質(zhì)之外，說明臺積電在這一架構(gòu)的技術(shù)積累是非常深厚的。臺積電量產(chǎn)3nm只是時(shí)間問題，而這個(gè)時(shí)間就在不久后的8月份。實(shí)際上臺積電多次對3nm進(jìn)行表態(tài)，都展現(xiàn)能順利量產(chǎn)的自信。

目前臺積電已知的3nm客戶就有英特爾和蘋果，而三星3nm潛在客戶可能就是高通了。

問題是高通對三星的高端芯片工藝良率有些意見，本該交給三星生產(chǎn)的驍龍8Gen1+已經(jīng)轉(zhuǎn)單臺積電了，就是因?yàn)槿瞧爻?nm工藝良率只有35%。4nm尚且如此，進(jìn)入到3nm之后又是怎樣的良率表現(xiàn)呢?

所以不排除高通會將3nm也轉(zhuǎn)單給臺積電的可能性。如果真的出現(xiàn)這種情況，三星沒有3nm客戶訂單，那掌握了3nm生產(chǎn)線量產(chǎn)能力，發(fā)揮出的價(jià)值和作用也是有限的。除去客戶因素，僅從工藝技術(shù)的角度來看，3nm芯片時(shí)代要來了?或許是的。