基于GAA晶體管的3nm制程也正式開啟了新的晶體管時代
8月18日,據(jù)相關(guān)爆料,臺積電3nm(N3)制程將預計于第三季增加投片量,于第四季度進入量產(chǎn)階段,臺積電3nm采用了鰭式場效晶體管(FinFET)架構(gòu),N3制程采用TSMC FINFLEX 技術(shù),將3nm家族技術(shù)的PPA進一步提升。
臺積電N3制程將在2022年下半年量產(chǎn),并于2023年上半年開始貢獻營收。據(jù)悉,今年底蘋果將成為第一家采用臺積電3nm的客戶,首款產(chǎn)品可能是M2 Pro芯片,而明年的iPhone15 Pro的A17處理器,以及M2、M3系列芯片,都會導入臺積電 3nm。
如今在國內(nèi)市場上一說起華為,我們大家都還是比較熟悉的,作為中國第一大的民營科技企業(yè),華為公司的實力自然是十分雄厚的,最近這幾年,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,華為公司也終于迎來了快速發(fā)展的時機,除了在移動通訊領域發(fā)展的十分迅猛以外,華為還在智能手機和5G網(wǎng)絡領域也都取得了非常不錯的成績,就在不少人都為華為感到驕傲的時候,華為卻突然遭到了打擊和制裁!
在國際市場上,自從華為被打壓以后,很多國家的運營商在選擇和華為5G合作的時候都一直態(tài)度搖擺不定,有的甚至還直接將華為5G給排除在外,這也讓華為損失了不少的5G訂單;除此以外,谷歌也直接停止了對華為安卓手機GMS服務的授權(quán),這讓華為手機在國際市場上的銷量也下滑了不少,不過好在華為并沒有因此而放棄發(fā)展,反而在國際市場上還越挫越勇!
隨著打壓力度的不斷升級,華為一直以來的芯片合作伙伴臺積電也不再給華為生產(chǎn)海思麒麟芯片了,這直接導致華為的海思麒麟芯片成為了絕唱,要知道對于華為這樣的科技企業(yè)來說,沒有了芯片影響無疑是巨大的,畢竟華為智能手機一年的出貨量就超過了2億部,這也就意味著華為一年就需要2億多枚芯片,而現(xiàn)在芯片短缺已經(jīng)成為了華為發(fā)展的最大問題!
就在很多人都認為芯片封鎖之后,華為在芯片行業(yè)將無法再更進一步的時候。沒想到華為下一代的海思麒麟芯片再次被曝光,這一次華為所研發(fā)的芯片采用的是3nm工藝制程,根據(jù)曝光的名字來看,華為3nm制程工藝的芯片暫時命名為麒麟9010。雖然說華為在芯片代工領域被限制了,但是華為依然還是全球排名前10的芯片設計企業(yè),所以華為在芯片設計領域還擁有著超強的實力,而這一次3nm芯片被曝光,也表明華為一直都沒有停止過在芯片領域的研發(fā)!
雖然在5nm的芯片代工被限制之后,但華為依然還在不斷的對先進工藝的芯片進行研發(fā),一旦國內(nèi)突破了光刻機等卡脖子技術(shù)以后,那么華為的芯片就將會成功復活,畢竟現(xiàn)在蘋果、三星、高通以及臺積電都在不斷的研發(fā)3nm乃至更加先進工藝的芯片,所以華為也自然不甘于落后,沒想到華為一直都在時刻準備著在芯片領域崛起!
綜合來看,華為雖然在芯片代工領域被限制,但是這也依然無法阻擋華為研發(fā)芯片的熱情和進度,而華為3nm芯片研發(fā)成功以后,只要中科院和眾多國產(chǎn)科技企業(yè)不斷努力,在芯片代工領域取得突破以后,那么華為的芯片就可以隨時被生產(chǎn)出來,可以說現(xiàn)在華為時刻為自己的海思麒麟芯片復活做著相關(guān)的準備,只要解決了芯片代工的事情,那么華為芯片就能迎來轉(zhuǎn)機,相信要不了多久,芯片“卡脖子”的問題就能得到解決。
三星電子官宣,已開始量產(chǎn)基于GAA晶體管(Gate-All-Around FET,全環(huán)繞柵極)結(jié)構(gòu)的3nm芯片。
與5nm制程相比,3nm制程降低了45%的功耗,提升了23%的性能,并減小了16%的面積。三星電子正在位于首爾南部華城市的晶圓廠生產(chǎn)3nm。這是全球首次采用GAA晶體管結(jié)構(gòu)的芯片,標志著芯片制造進入了新的時代。三星電子稱,其GAA晶體管芯片將應用于高性能、低功耗計算領域,并計劃擴展到移動處理器。
據(jù)外媒報道,一家中國礦機芯片公司將成為三星電子3nm制程的首位客戶,高通也預定了三星電子的3nm制程。
三星電子稱,其3nm制程正在使用MBCFET(Multi-Bridge-Channel,多橋通道晶體管)技術(shù),這是基于GAA晶體管結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)。該技術(shù)通過降低供應電源水平,提升了芯片電流和功率,首次突破了FinFET晶體管(Fin Field-Effect Transistor,鰭式場效應晶體管)的性能限制。
相比于GAA技術(shù)的納米線和納米片通道,三星電子采用的MBCFET技術(shù)具有更寬的通道,具備更高的性能和更好的能效表現(xiàn)。
三星電子的3nm制程將能夠調(diào)整通道寬度,以適應更多客戶的需要。三星電子還強調(diào),其GAA技術(shù)的設計優(yōu)勢來自于DTCO(設計技術(shù)協(xié)同優(yōu)化),這能夠幫助提升芯片的PPA(性能、功率、面積)。
和5nm制程相比,三星電子的第一代3nm制程能夠降低45%的功耗,提升了23%的性能,并減小16%的面積。而第二代3nm制程將有進一步的優(yōu)化,將降低50%的功耗,提升30%的性能,降低35%的面積。
此外,三星電子還提到,自2021年第三季度開始,其和Ansys、Cadence、Siemens、Synopsys等SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)合作伙伴一起提供了經(jīng)過驗證的設計基礎,這幫助三星電子的客戶在短時間內(nèi)完善了它們的產(chǎn)品。
三星電子總裁兼代工業(yè)務負責人Siyoung Choi稱:“我們將繼續(xù)在具有競爭力的技術(shù)開發(fā)中積極創(chuàng)新,并建立有助于加速技術(shù)成熟的流程。”
據(jù)日經(jīng)亞洲報道,三星電子正在位于韓國首爾南部的華城市生產(chǎn)3nm芯片。
據(jù)外媒報道,三星電子3nm制程的首個客戶是中國挖礦芯片公司,也有消息稱三星電子已收到高通的預定訂單,高通將隨時能夠采用其3nm工藝。
本月初,三星電子副會長李在镕訪問歐洲,拜訪了包括IMEC(比利時微電子研究中心)和荷蘭光刻機公司ASML在內(nèi)的重要供應鏈機構(gòu)和公司。
當前,三星電子正在美國德克薩斯州泰勒市投資170億美元,建設新的先進制程晶圓廠。該工廠計劃于2024年下半年投產(chǎn),占地超過500萬平方米。三星電子將該晶圓廠和其位于韓國平澤市的晶圓廠并列,將兩處的晶圓廠視作其未來全球半導體制造的關(guān)鍵。
除了三星電子,臺積電也計劃在今年下半年量產(chǎn)3nm制程(N3工藝)。
不過相比于三星電子的3nm制程,臺積電的N3工藝仍將采用FinFET晶體管結(jié)構(gòu)。此外,臺積電還宣布,將在2025年前量產(chǎn)2nm芯片。
據(jù)悉,臺積電3nm的首批客戶將包括英特爾、蘋果兩大科技巨頭。
結(jié)語:三星率先開啟GAA晶體管時代,先進制程之戰(zhàn)進入白熱化
隨著先進制程不斷演進,先進制程芯片制造的難度不斷增大,這也為三星電子帶來了不少挑戰(zhàn)。此前,三星電子7nm和5nm制程產(chǎn)品均出現(xiàn)良率和功耗問題,使高通等頭部客戶轉(zhuǎn)投臺積電。近幾個月來,三星電子的良率情況曝光和代工業(yè)務高管人事調(diào)整不斷。
但本次三星電子能夠如期完成3nm制程的量產(chǎn),或有助于恢復下游客戶的信心。其基于GAA晶體管的3nm制程也正式開啟了新的晶體管時代。未來,臺積電、三星、英特爾等先進制程玩家的競爭仍將繼續(xù),這場逼近物理極限的戰(zhàn)爭“硝煙”正濃。