工业和信息化部主管 中国电子报社主办
联系合作投稿

制造

三星3nm芯片抢先量产,台积电输了么?

微信图片_20220630153847.jpg

三星的3nm芯片终于在今天掀开面纱。三星宣布,基于3nm全环绕栅极(Gate-All-AroundT,简称 “GAA”)制程工艺节点的芯片已经在其位于韩国的华城工厂启动大规模生产。此举使三星成为全球首家量产3nm芯片的公司。然而,抢先一步量产3nm芯片,并不意味着三星在与台积电的“双雄”之战中占据了先机。

三星3nm凭速度超越台积电

一路走来,三星3nm量产之路并不顺利。

今年4月,有消息传出,三星基于GAA晶体管的3nm工艺良率才到10%~20%,远低于预期,这意味着公司需要付出更高的成本。今年5月,业界再次传出消息,三星3nm良率问题已解决,3nm GAA制程将如期量产。6月初,有消息称,三星的3nm制程已经进入了试验性量产。然而就在几天后的6月22日,市场却又传出三星因良率远低于目标延迟3纳米芯片量产的消息。

微信图片_20220630153853.png


数据来源:The Information Network

尽管“跌跌撞撞”,但三星依旧全力推进,终于抢在台积电之前,成功量产了3nm。资料显示,与其5nm工艺相比,三星第一代3nm工艺可以使功耗降低45%,性能提升23%,芯片面积减少16%;而未来第二代3nm工艺则使功耗降低50%,性能提升30%,芯片面积减少35%。三星在3nm工艺中开始引入GAA架构。与当前的FinFET(鳍式场效应晶体管)工艺相比,GAA工艺可让芯片面积减少45%的同时提升30%的性能,功耗降低50%。在这一层面,三星是大胆采用新技术的“革新者”。



GAA架构是“大胆而危险”的尝试

与三星的大胆和急迫相比,其业内最大的竞争对手台积电就显得有些“不紧不慢”。在三星急于在3nm切入GAA架构之时,台积电宣布其3nm中仍将沿用FinFET架构,在2nm时再切入GAA架构。虽然,GAA是在更小尺寸下更加被普遍看好的工艺结构,但在3nm技术节点中采用GAA架构,仍是一个值得商榷的问题。

微信图片_20220630153856.png



数据来源:The Information Network


复旦大学微电子学院副院长周鹏表示,半导体技术随着摩尔定律的发展的历史,本身也是一部关于创新的历史,里面凝聚了许许多多迭代创新技术,当然也包括了很多试错的过程。工艺不稳定等问题在每一代节点中都会面临,这需要时间和技术上的改进迭代。

FinFET结构2011年便开始商业化,从22纳米就已经开始采用,至今已经经历了11年的发展,虽然在芯片进入到5nm之后,采用FinFET结构的芯片开始出现漏电等问题,但是相比较于崭新的GAA结构,仍是相对稳定和成熟的技术。“GAA的工艺并不比FinFET简单,它的发展也需要一个改进的过程。”周鹏向《中国电子报》记者表示。

台积电却似乎并没有被三星“拼命三郎”般的追赶打乱量产的节奏。有消息称,台积电将在今年下半年向苹果批量交付3nm制程的M2 Pro芯片,这足以说明眼下台积电的3nm工艺已经具备量产条件,但台积电却在某论坛中不紧不慢地表示:3nm工艺试产顺利,并预计在今年下半年才开始量产3nm。

“双雄之战”都是王者

除了3纳米“撞档”之外,三星与台积电在2纳米芯片量产时间上同样你追我赶。三星计划2025年量产采用GAA技术的2纳米芯片,台积电也将于2025年量产2纳米芯片,并将以GAA工艺取代FinFET工艺。三星和台积电在先进制程方面的竞争,还将在2nm中延续。

三星电子晶体管结构路线图

165656332667562400_a700xH.jpg

图片来源:三星电子

在3nm中抢先一步量产,是否意味着三星已经赶超了台积电?在这场“双雄之战”中,会有绝对的“王者”吗?

“如果仅从0到1的角度来分析,三星是第一个量产3nm的厂商,相比较与台积电而言,固然是成功的。但放眼未来,若想评判谁更成功,还需要看三星3nm芯片的性能是否比台积电的强,客户选择用谁的芯片更多。”知名业内专家莫大康向《中国电子报》记者表示。

在此之前,三星就有多次由于芯片性能出现问题,导致大客户转而寻求与台积电合作的情况。例如,高通发布的搭载三星4nm工艺的骁龙8,陷入了功耗的滑铁卢,因此,高通于今年5月发布的骁龙8的升级版骁龙8+,采用了台积电4nm工艺。此外,NVIDIA的Ampere GPU也由于性能不佳,其下一代产品将转而采用台积电的芯片,这些GPU原本采用的是三星的8nm工艺制程。因此,此次三星的3nm制程,是否会再次陷入性能的“滑铁卢”中,也难以预测。

实际上这场“代工双雄”之间的竞争也没有绝对的输赢之分,因为绝大部分晶圆代工厂商已经完全告别了先进制程的竞赛,使得诸多客户只能在台积电和三星之间进行“非此即彼”的选择,而台积电一家的产能,也难以维持庞大的先进制程市场。因此,哪怕三星的芯片有再次陷入性能“滑铁卢”的风险,也依旧会有大批量的厂商愿意去“尝尝螃蟹”。

责任编辑:沈丛


声明

1、本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2、本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3、作者投稿可能会经我们编辑修改或补充;4、如本站的文章或图片存在版权,请拨打电话010-88558835进行联系,我们将第一时间处理。

相关链接

视频

专题

2023中国电子报编辑选择奖

12月26日,“2023中国电子报编辑选择奖”获奖名单正式出炉。本次评选采用企业自荐和编辑推荐两种方式,综合考量影响力、创新性、成长性等多个维度,围绕企业、技术、产品、解决方案等赛道评出20个奖项。

2024年全国工业和信息化工作会议

12月21日,全国工业和信息化工作会议在京召开。会议坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大和二十届二中全会精神,深入学习贯彻习近平总书记关于新型工业化的重要论述,认真落实中央经济工作会议和全国新型工业化推进大会部署要求,总结2023年工作,部署2024年任务。

深入学习贯彻党的二十大精神·工信系统在行动

当前,全国工业和信息化系统正进一步深入学习党的二十大精神,将二十大精神贯彻落实到具体举措和实际行动。为深入学习宣传贯彻党的二十大精神,中国电子报推出“深入学习贯彻党的二十大精神·工信系统在行动”专栏,通过调研采访报道各地贯彻落实党的二十大精神的具体举措、典型案例,反映各地实干担当、求真务实的精神风貌。敬请关注。

学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育

学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育开展以来,全国工信系统牢牢把握“学思想、强党性、重实践、建新功”的总要求,多措并举扎实推进主题教育高质量开局、高标准起步。

聚焦2023年全国两会

北京3月5日电 第十四届全国人民代表大会第一次会议5日上午在北京人民大会堂开幕。近3000名新一届全国人大代表肩负人民重托出席盛会,认真履行宪法和法律赋予的神圣职责。

世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

会议

2023全球数字贸易创新大赛

11月22—23日,2023全球数字贸易创新大赛总决赛在杭州举行。大赛是第二届全球数字贸易博览会重要活动之一,今年为首次举办。大赛设置人工智能元宇宙和区块链Web3.0两个赛道,吸引了近200家优秀企业及项目团队参与,其中,100余家入围半决赛,24家进入总决赛。

2023世界VR产业大会

10月19日,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办的2023世界VR产业大会在江西南昌开幕。江西省委书记、省人大常委会主任尹弘,工业和信息化部副部长徐晓兰,江西省委常委、南昌市委书记李红军出席开幕式并致辞。开幕式由江西省委副书记、省政府省长叶建春主持。

2023世界显示产业大会

9月7日-8日,由四川省人民政府、工业和信息化部主办的2023世界显示产业大会在四川省成都市召开。四川省委副书记、省长黄强,工业和信息化部党组成员、副部长张云明,重庆市政府党组成员、副市长江敦涛,德国联邦经济发展和对外贸易协会主席米夏埃尔·舒曼出席开幕式并先后致辞。

2023世界超高清视频产业发展大会

5月8日-10日,由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办的2023世界超高清视频产业发展大会在广州召开。5月9日,广州市委副书记、市长郭永航,中央广播电视总台副台长胡劲军,国家广播电视总局副局长朱咏雷,工业和信息化部总工程师赵志国,广东省委副书记、省长王伟中出席开幕式并先后致辞。

2022世界集成电路大会

11月17日,由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2022世界集成电路大会在安徽省合肥市召开。安徽省委书记、省人大常委会主任郑栅洁出席会议。安徽省委副书记、省长王清宪,工业和信息化部党组成员、副部长王江平出席开幕式并致辞。

世界显示产业大会

本周排行