[叁星] 全球首個3nm芯片將量產，叁星造？
來源：台積電
叁星
不同於台積電在良率方面的問題，叁星在3nm的困難是3 納米GAA 制程建立專利IP 數量方面落後。據南韓媒體報道，叁星缺乏3 納米GAA 制程相關專利，令叁星感到不安。
叁星在晶體管方面采用的是柵極環繞型 (Gate-all-around，GAA) 晶體管架構。相比台積電的FinFET晶體管，基於GAA的3nm技術成本肯定較高，但從性能表現上來看，基於GAA架構的晶體管可以提供比FinFET更好的靜電特性，滿足壹定的珊極寬度要求，可以表現為同樣工藝下，使用GAA架構可以將芯片尺寸做的更小。
平面晶體管、FinFET與GAA FET
與5nm制造工藝相比，叁星的3nm GAA技術的邏輯面積效率提高了35%以上，功耗降低了50%，性能提高了約30%。叁星在去年6月正式宣布3nm工藝制程技術已經成功流片。此外，叁星還曾宣布將在 2022 年推出 3nm GAA 的早期版本，而其“性能版本”將在 2023 年出貨。
目前，在工廠方面，此前有消息稱叁星可能會在美國投資170億美元建設3nm芯片生產線。在客戶方面，叁星未有具體透露，但曾有消息稱高通、AMD 等台積電重量級客戶都有意導入叁星 3nm 制程，但介於上述提到的韓媒報道高通已將其3nm AP處理器的代工訂單交給台積電，叁星3nm客戶仍成謎。
英特爾
在Pat Gelsinger於去年擔任英特爾CEO之後，這家曾經在代工領域試水的IDM巨頭又重新回到了這個市場。同時，他們還提出了很雄壯的野心。
在本月18日投資人會議上，英特爾CEO Pat Gelsinger再次強調，英特爾2nm制程將在2024年上半年可量產，這個量產時間早於台積電，意味2年後晶圓代工業務與台積電競爭態勢會更白熱化。
雖然在3nm工藝方面，英特爾沒有過多的透露，但是Digitimes去年的研究報告分析了台積電、叁星、Intel及IBM肆家廠商在相同命名的半導體制程工藝節點上的晶體管密度問題，並對比了各家在10nm、7nm、5nm、3nm及2nm的晶體管密度情況。
報告顯示，到了3nm節點，台積電的晶體管密度大約是2.9億個/mm2，叁星只有1.7億個/mm2，英特爾將達到5.2億個/mm2。英特爾的晶體管密度比台積電高出了超過79%，達到了叁星2倍以上。因此就摩爾定律關注的晶體管密度指標來看，在同壹制程工藝節點上，英特爾相比台積電、叁星更新壹代的制程工藝具有壹定的優勢。
在工廠方面，英特爾曾強調將斥資800億歐元在歐洲設廠，英特爾德國負責人Christin Eisenschmid受訪時透露，將在歐洲生產2nm或推進更小的芯片。英特爾將2nm作為擴大歐洲生產能力的重要關鍵，以避免未來在先進技術競爭中落後。
總的來說，在3nm節點，台積電、叁星和英特爾誰會是最後的贏家可能只有交給時間來判定，但從目前情勢來看，台積電或略勝壹籌。
3nm後的解法
3nm已經到了摩爾定律的物理極限，往後又該如何發展？這已經成為全球科研人員亟待尋求的解法。目前，研究人員大多試圖在晶體管技術、材料方面尋求破解之法。
GAA晶體管
上述叁星在3nm制程中使用的GAA晶體管就是3nm後很好的選擇，GAA設計通道的肆個面周圍有柵極，可減少漏電壓並改善對通道的控制，這是縮小工藝節點時的關鍵。據報道，台積電在2nm工藝上也將采用GAA晶體管。
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叁星
不同於台積電在良率方面的問題，叁星在3nm的困難是3 納米GAA 制程建立專利IP 數量方面落後。據南韓媒體報道，叁星缺乏3 納米GAA 制程相關專利，令叁星感到不安。
叁星在晶體管方面采用的是柵極環繞型 (Gate-all-around，GAA) 晶體管架構。相比台積電的FinFET晶體管，基於GAA的3nm技術成本肯定較高，但從性能表現上來看，基於GAA架構的晶體管可以提供比FinFET更好的靜電特性，滿足壹定的珊極寬度要求，可以表現為同樣工藝下，使用GAA架構可以將芯片尺寸做的更小。
平面晶體管、FinFET與GAA FET
與5nm制造工藝相比，叁星的3nm GAA技術的邏輯面積效率提高了35%以上，功耗降低了50%，性能提高了約30%。叁星在去年6月正式宣布3nm工藝制程技術已經成功流片。此外，叁星還曾宣布將在 2022 年推出 3nm GAA 的早期版本，而其“性能版本”將在 2023 年出貨。
目前，在工廠方面，此前有消息稱叁星可能會在美國投資170億美元建設3nm芯片生產線。在客戶方面，叁星未有具體透露，但曾有消息稱高通、AMD 等台積電重量級客戶都有意導入叁星 3nm 制程，但介於上述提到的韓媒報道高通已將其3nm AP處理器的代工訂單交給台積電，叁星3nm客戶仍成謎。
英特爾
在Pat Gelsinger於去年擔任英特爾CEO之後，這家曾經在代工領域試水的IDM巨頭又重新回到了這個市場。同時，他們還提出了很雄壯的野心。
在本月18日投資人會議上，英特爾CEO Pat Gelsinger再次強調，英特爾2nm制程將在2024年上半年可量產，這個量產時間早於台積電，意味2年後晶圓代工業務與台積電競爭態勢會更白熱化。
雖然在3nm工藝方面，英特爾沒有過多的透露，但是Digitimes去年的研究報告分析了台積電、叁星、Intel及IBM肆家廠商在相同命名的半導體制程工藝節點上的晶體管密度問題，並對比了各家在10nm、7nm、5nm、3nm及2nm的晶體管密度情況。
報告顯示，到了3nm節點，台積電的晶體管密度大約是2.9億個/mm2，叁星只有1.7億個/mm2，英特爾將達到5.2億個/mm2。英特爾的晶體管密度比台積電高出了超過79%，達到了叁星2倍以上。因此就摩爾定律關注的晶體管密度指標來看，在同壹制程工藝節點上，英特爾相比台積電、叁星更新壹代的制程工藝具有壹定的優勢。
在工廠方面，英特爾曾強調將斥資800億歐元在歐洲設廠，英特爾德國負責人Christin Eisenschmid受訪時透露，將在歐洲生產2nm或推進更小的芯片。英特爾將2nm作為擴大歐洲生產能力的重要關鍵，以避免未來在先進技術競爭中落後。
總的來說，在3nm節點，台積電、叁星和英特爾誰會是最後的贏家可能只有交給時間來判定，但從目前情勢來看，台積電或略勝壹籌。
3nm後的解法
3nm已經到了摩爾定律的物理極限，往後又該如何發展？這已經成為全球科研人員亟待尋求的解法。目前，研究人員大多試圖在晶體管技術、材料方面尋求破解之法。
GAA晶體管
上述叁星在3nm制程中使用的GAA晶體管就是3nm後很好的選擇，GAA設計通道的肆個面周圍有柵極，可減少漏電壓並改善對通道的控制，這是縮小工藝節點時的關鍵。據報道，台積電在2nm工藝上也將采用GAA晶體管。
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