三星將于2022年上半年開始量產(chǎn)3nm芯片
2021-10-9 11:41:08??????點(diǎn)擊:
今年上半年,三星宣布其3nm GAA工藝已成功流片(Tape Out),不久前,三星宣布將量產(chǎn) 3GAE(3nm Gate-All-Around Early)和 3GAP(3nm Gate-All-Around Plus)節(jié)點(diǎn),從而帶來令人難以置信的性能和能效提升。
但是在10月7日舉辦的“Samsung Foundry Forum 2021”論壇活動(dòng)上,三星表示3nm制程將推遲到2022年上半年量產(chǎn)。
原因可能是三星擔(dān)心如此早批量生產(chǎn)這些節(jié)點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致較低的良率百分比,這將導(dǎo)致三星浪費(fèi)無數(shù)資源向客戶交付小批量晶圓,進(jìn)一步加劇持續(xù)的芯片短缺。
推遲量產(chǎn)將使三星能夠建立穩(wěn)固的基礎(chǔ),更早地完成實(shí)驗(yàn)過程,并以更快的速度向各種客戶生產(chǎn)更多的晶圓。
率先將GAA工藝引入到了3nm
雖然三星3nm的量產(chǎn)時(shí)間相比之前的規(guī)劃有所延后,但是由于其率先將GAA工藝引入到了3nm當(dāng)中,這也使得其3nm的性能有望領(lǐng)先于臺(tái)積電依然基于FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)工藝的3nm工藝。
傳統(tǒng)的平面晶體管(Planar FET)通過降低電壓來節(jié)省功耗,然而,平面晶體管的短溝道效應(yīng)限制了電壓的繼續(xù)降低,而FinFET的出現(xiàn)使得電壓得以再次降低,但隨著工藝的繼續(xù)推進(jìn),F(xiàn)inFET已經(jīng)不足以滿足需求。于是,GAA技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
典型的GAA形式——GAAFET是(Gate-all-around FETs)采用的是納米線溝道設(shè)計(jì),溝道整個(gè)外輪廓都被柵極完全包裹,代表柵極對(duì)溝道的控制性更好。相比之下,傳統(tǒng)的FinFET 溝道僅3 面被柵極包圍。GAAFET 架構(gòu)的晶體管提供比FinFET 更好的靜電特性,可滿足某些柵極寬度的需求。這主要表現(xiàn)在同等尺寸結(jié)構(gòu)下,GAA 的溝道控制能力強(qiáng)化,尺寸可以進(jìn)一步微縮。
不過,三星認(rèn)為采用納米線溝道設(shè)計(jì)不僅復(fù)雜,且付出的成本可能也大于收益。因此,三星采用了全新的GAA形式——MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET,多橋-通道場效應(yīng)管),采用多層堆疊的納米片來替代GAAFET中的納米線。
三星表示,MBCFET可以在保留所有GAAFET優(yōu)點(diǎn)的情況下,最小化復(fù)雜度。同時(shí),MBCFET的設(shè)計(jì)可以兼容之前的FinFET技術(shù),可以直接將為FinFET的設(shè)計(jì)遷移到MBCFET上,在不提升面積的情況下,提升性能。
盡管三星聲稱其 3nm 技術(shù)與其 7nm LPP 節(jié)點(diǎn)相比將提供 35% 的性能提升和 50% 的功耗節(jié)省,但尚未確定它與臺(tái)積電的 3nm 產(chǎn)品相比如何。
盡管據(jù)報(bào)道蘋果已經(jīng)從臺(tái)積電獲得了最初的 3nm 芯片供應(yīng),但由于生產(chǎn)這種光刻技術(shù)的芯片帶來的諸多問題,這家臺(tái)灣制造商可能不得不推遲批量生產(chǎn)。
從目前的信息來看,三星3nm的客戶將包括手機(jī)芯片大廠高通、服務(wù)器芯片廠商IBM、GPU芯片廠商N(yùn)VIDIA,以及三星自家的旗艦芯片。
但是在10月7日舉辦的“Samsung Foundry Forum 2021”論壇活動(dòng)上,三星表示3nm制程將推遲到2022年上半年量產(chǎn)。
原因可能是三星擔(dān)心如此早批量生產(chǎn)這些節(jié)點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致較低的良率百分比,這將導(dǎo)致三星浪費(fèi)無數(shù)資源向客戶交付小批量晶圓,進(jìn)一步加劇持續(xù)的芯片短缺。
推遲量產(chǎn)將使三星能夠建立穩(wěn)固的基礎(chǔ),更早地完成實(shí)驗(yàn)過程,并以更快的速度向各種客戶生產(chǎn)更多的晶圓。
率先將GAA工藝引入到了3nm
雖然三星3nm的量產(chǎn)時(shí)間相比之前的規(guī)劃有所延后,但是由于其率先將GAA工藝引入到了3nm當(dāng)中,這也使得其3nm的性能有望領(lǐng)先于臺(tái)積電依然基于FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)工藝的3nm工藝。
傳統(tǒng)的平面晶體管(Planar FET)通過降低電壓來節(jié)省功耗,然而,平面晶體管的短溝道效應(yīng)限制了電壓的繼續(xù)降低,而FinFET的出現(xiàn)使得電壓得以再次降低,但隨著工藝的繼續(xù)推進(jìn),F(xiàn)inFET已經(jīng)不足以滿足需求。于是,GAA技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
典型的GAA形式——GAAFET是(Gate-all-around FETs)采用的是納米線溝道設(shè)計(jì),溝道整個(gè)外輪廓都被柵極完全包裹,代表柵極對(duì)溝道的控制性更好。相比之下,傳統(tǒng)的FinFET 溝道僅3 面被柵極包圍。GAAFET 架構(gòu)的晶體管提供比FinFET 更好的靜電特性,可滿足某些柵極寬度的需求。這主要表現(xiàn)在同等尺寸結(jié)構(gòu)下,GAA 的溝道控制能力強(qiáng)化,尺寸可以進(jìn)一步微縮。
不過,三星認(rèn)為采用納米線溝道設(shè)計(jì)不僅復(fù)雜,且付出的成本可能也大于收益。因此,三星采用了全新的GAA形式——MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET,多橋-通道場效應(yīng)管),采用多層堆疊的納米片來替代GAAFET中的納米線。
三星表示,MBCFET可以在保留所有GAAFET優(yōu)點(diǎn)的情況下,最小化復(fù)雜度。同時(shí),MBCFET的設(shè)計(jì)可以兼容之前的FinFET技術(shù),可以直接將為FinFET的設(shè)計(jì)遷移到MBCFET上,在不提升面積的情況下,提升性能。
盡管三星聲稱其 3nm 技術(shù)與其 7nm LPP 節(jié)點(diǎn)相比將提供 35% 的性能提升和 50% 的功耗節(jié)省,但尚未確定它與臺(tái)積電的 3nm 產(chǎn)品相比如何。
盡管據(jù)報(bào)道蘋果已經(jīng)從臺(tái)積電獲得了最初的 3nm 芯片供應(yīng),但由于生產(chǎn)這種光刻技術(shù)的芯片帶來的諸多問題,這家臺(tái)灣制造商可能不得不推遲批量生產(chǎn)。
從目前的信息來看,三星3nm的客戶將包括手機(jī)芯片大廠高通、服務(wù)器芯片廠商IBM、GPU芯片廠商N(yùn)VIDIA,以及三星自家的旗艦芯片。
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