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芯片纳米工艺之争:IBM之后,三星将量产2nm芯片,时间或在2025年

时间:2021-12-10 11:17:39 作者:综合报道 阅读:
​​​​​​​今年五月,芯片设计行业,掀起了纳米工艺之战,三星首发3nm,IBM推出2nm设计,接着台积电突破1nm,而英特尔在7月将10nm工艺改名为Intel7,7nm改名为Intel4。当然这些都是“PPT”芯片,然而最近传出,三星将正式量产其2nm芯片,不过时间还要到2025年。
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今年五月,芯片设计行业,掀起了纳米工艺之战,三星首发3nmIBM推出2nm设计,接着台积电突破1nm,而英特尔在7月将10nm工艺改名为Intel77nm改名为Intel4。当然这些都是“PPT”芯片,然而最近传出,三星将正式量产其2nm芯片,不过时间还要到2025年。

在先进半导体工艺上,台积电目前是无可争议的老大,Q3季度占据全然53%的晶圆代工份额,三星位列第二,但份额只有台积电的1/3,所以三星押注了下一代工艺,包括3nm及未来的2nm工艺。根据三星的计划,3nm工艺会放弃FinFET晶体管技术,转向GAA环绕栅极,3nm工艺上分为两个版本,其中3GAE(低功耗版)将在2022年年初投入量产,3GAP(高性能版)则会在2023年年初批量生产。

对比5nm,三星新的3nm GAA可以让面积缩小35%,同功耗下性能提高30%,同性能下功耗降低50%。

再往后就是2nm工艺,三星高管日前再次表态2nm工艺会在2025年量产。

不过具体的工艺指标还没公布,只知道还是GAA晶体管,跟3nm一样基于MBCFET(多桥沟道FET)技术,这是一种纳米片晶体管,可以垂直堆叠,而且兼容现在的CMOS工艺,共享设备与制造方法,降低了新技术的升级成本。

三星的2nm工艺是一大进步,创新亮点不少,而且跟现在已有的2nm技术不同——此前IBM全球首发了2nm芯片,指甲盖大小的面积就可以集成500亿晶体管,相比7nm工艺提升了45%的性能或者减少75%的功耗,预计2024年量产。

三星也参与了IBM的2nm技术,然而自己量产的2nm技术跟IBM的2nm并不一样,后者需要新的生产方法,三星还会依赖自家研发的2nm技术。

IBM 2nm

前不久,IBM全球首发了一颗2nm工艺的芯片,与三星的3nm芯片一样,采用的是GAAFET晶体管技术。

 IBM的这颗芯片,晶体管密度达到了3.33MTr /mm²,也就是3.3亿个每平方毫米。这个密度相比于台积电、三星公布的3nm技术,先进了一大截。

很多认为在这波竞赛中,似乎台积电落后了,毕竟三星3nm芯片首发了,IBM的2nm芯片也有了,台积电还没动静啊。

台积电1nm

台积电也在近日表示自己取得了1nm以下制程重大突破。

台积电是与台大、美国麻省理工学院合作研究,发现了用二维材料结合「半金属铋(Bi)」能达极低电阻,接近量子极限。

利用这种技术,有助实现半导体1nm以下制程挑战,因为它能够解决二维材料高电阻及低电流等问题。

在个位数纳米级的芯片工艺之争中,三星作为既能设计又能代工生产的芯片巨头,其2nm工艺芯片不可小觑,不过在未来3年多时间内,台积电的1nm能否提前量产,再次胜出还是未知数。

责编:EditorDan

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