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三星:明年推5nm工藝,3nm GAA將在2020年面世

2018-09-07
關(guān)鍵詞: 三星 5nm

  日前,三星召開2018 晶圓代工技術(shù)論壇,三星在席間不僅揭露了手上的7 納米投片進度,并且還揭露了3 納米制程技術(shù)的藍圖,嶄露搶灘未來高效運算(high-performance computing) 和物聯(lián)網(wǎng)市場的野心。

  如下圖三星釋出的制程藍圖所示,省先針對7 納米部分,三星晶圓代工部門總裁ES Jung 表示,三星的七納米是全球首個導(dǎo)入極紫外光(EUV) 微影光刻技術(shù)的晶圓代工廠,這與過去傳統(tǒng)的ArF 浸沒式光刻大不相同,該制程已在2018 年上線投產(chǎn)。

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  三星揭露2018 - 2020 年之制程技術(shù)發(fā)展藍圖

  而2019 年該公司將進一步推出優(yōu)化7 納米的優(yōu)化版,即5 納米和4 納米制程;但是最受全場矚目的,則是三星揭露2020 年3 納米制程將首度導(dǎo)入環(huán)繞式閘極(GAA) 電晶體,此前比利時微電子研究中心即曾發(fā)表研究報告認為,環(huán)繞式閘極(GAA) 電晶體將是未來最有可能突破7 納米技術(shù)以下FinFET 工藝之候選人。

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  下一代晶體管架構(gòu)

  Gate-All-Around就是環(huán)繞柵極,相比于現(xiàn)在的FinFET Tri-Gate三柵極設(shè)計,將重新設(shè)計晶體管底層結(jié)構(gòu),克服當(dāng)前技術(shù)的物理、性能極限,增強柵極控制,性能大大提升。自二十一世紀初以來,三星和其他公司一直在開發(fā)GAA技術(shù)。 GAA晶體管是場效應(yīng)晶體管(FET),在通道的所有四個側(cè)面都有一個柵極,用于克服FinFET的物理縮放比例和性能限制,包括電源電壓。

  三星公司市場副總裁Ryan Sanghyun Lee表示,自2002年以來,三星專有的GAA技術(shù)被稱為多通道FET(MBCFET)。據(jù)該公司介紹,MCBFET使用納米片器件來增強柵極控制,顯著提高晶體管的性能。

  據(jù)了解,三星口中的MBCFET,其實屬于水平溝道柵極環(huán)繞技術(shù)(Horizontal gate-all-around,有些文獻中又稱為Lateral gate-all-around,以下簡稱水平GAA,柵極環(huán)繞則簡稱GAA)的一種.

  盡管并沒有公開對外宣布,但其它的芯片廠商其實也在同一個方向努力,所計劃的啟用時間點也是大同小異.大家都是采用水平GAA,只不過鰭片形狀各有不同,三星是采用納米板片形狀的鰭片,有些廠商則傾向橫截面為圓形納米線形狀的鰭片....這些都隸屬于水平GAA,其它的變體還包括六角形鰭片,納米環(huán)形鰭片等。

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  水平GAA的不同種類

  不過針對三星的這種設(shè)計,,Intel Bohr就曾經(jīng)作出如此的評價:"...這種設(shè)計其實并沒有他們吹噓得那么驚天地泣鬼神,只不過是把傳統(tǒng)的finfet平躺下來擺放而已,還不清楚這種設(shè)計是不是就比納米線溝道更給力."

  目前臺積電已吃下AMD 代號Rome 的二代Epyc 處理器,該處理器采用了Zen 2 處理器架構(gòu)和7 納米制程,隨著格羅方德(GlobalFoundries) 八月底也宣布退出7 納米先進制程競爭,三星表示,乍看之下臺積電大獲全勝,但其實三星仍有機會。

  三星指出,考量到智慧型手機廠也有整合單芯片(SoC) 之生產(chǎn)需求,故臺積電不太可能有足夠空間全面發(fā)展7 納米生產(chǎn)線,產(chǎn)能估計不足以滿足目前技術(shù)領(lǐng)先的幾間GPU 公司,因此依照推斷,將有些廠下一代芯片也將導(dǎo)入7 納米制程,并交由三星生產(chǎn)。

  在三星這場簡報會議上,三星估計,未來該公司的7納米技術(shù)將應(yīng)用在網(wǎng)路和汽車芯片領(lǐng)域,但市場人士多有質(zhì)疑,三星7納米制程僅能獲網(wǎng)路、汽車芯片采納,而非更為高效的GPU芯片市場,這意味著三星的7納米制程,很可能并不合乎Nvidia、AMD等芯片巨頭的技術(shù)標(biāo)準。


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