三星电子3奈米GAA制程2021年量产
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三星电子宣布,将在明年(2020)完成3奈米GAA制程开发,并在2021年开始量产。
三星2019三星代工产业论坛于2019年 5月14日(当地时间)在美国圣克拉拉举行,会上宣布
各种晶圆制程节点的计划,其中包括5nm FinFET和3nm GAAFET的变体。三星宣布2020年量
产5nm FinFET,预计将于2019年下半年开始量产6nm芯片。至于3奈米制程,将在明年
(2020)完成开发3奈米制程“环绕式闸极结构”(Gate-All-Around,GAA)节点技术,并
在2021年开始量产。
根据三星所揭露资料,GAAFET(Gate-All-Around)工艺节点是由三星与IBM合作开发的。
与传统的FinFET设计相反,GAAFET允许栅极材料从所有侧面围绕通道。三星声称
MBCFET(GAAFET商标名称)的设计将改善芯片制程的开关行为,并允许处理器将工作电压降
至0.75V以下。MBCFET的关键点在于该工艺与FinFET设计完全兼容,不需要任何新的制造
工具。
三星宣称,将改变代工市场游戏规则的GAA技术应用于3奈米制程,GAA技术重新设计电晶
体底层结构,将可提升速度性能35%、使用空间减少45%,以及电力消耗减少50%。
[说明] GAA ( Gate-All-Around),“闸极全环”或称“环绕式闸极结构”
GAA由IBM提出概念,一种多闸极电晶体,使用一个电极同时控制多个闸极的电晶体。GAA
是当前鳍式场效电晶体(FinFET) 进化版的芯片生产技术;GAA能对芯片核心进行全新改
造与设计,使芯片更小,处理速度更快且更省电,是一项全新的电晶体架构。
在该论坛上,三星还强调了其6nm,5nm和4nm工艺节点的计划。三星将在2019年下半年开
始6nm量产,同期,将完成其4nm制造工艺的开发。三星还透露,该公司的5奈米产品设计
将在2019年下半年完成,将在2020年进入量产,这与台积电的5奈米工艺大致相同。
自10奈米芯片时代开始之后,FinFET制程一直是代工产业的主流技术。但FinFET制程在半
导体微型化方面有其局限性,GAA目标就在克服FinFET制程的这项限制。三星电子宣称,
GAA技术可以成为三星电子的秘密武器,三星电子的目标是在2030年成为非记忆领域的第
一名。
三星电子在这次论坛中,三星向高通和苹果等无晶圆厂客户分发了一个3-nm GAA制程设计
套件。该制程设计套件是一个数据文件,可帮助芯片设计公司设计出针对代工公司制造的
芯片进行优化,这使得芯片设计公司能够轻松设计产品并缩短产品上市时间。特别是,与
7奈米FinFET制程相比,三星的GAA制程可以将芯片尺寸和功耗分别降低45%和50%。
至于英特尔方面,明年上半将推出10奈米制程的服务器芯片,2021年再推出7奈米制程处
理器芯片,至于AMD方面,将利用台积电的7奈米强化版制程以及5奈米制程,推出具竞争
力的处理器产品。
台积电方面,将5奈米和3奈米集中在南科晶圆18厂兴建,期望带动产品链产生综效,预计
5奈米及6奈米将在2020年量产,3奈米在2021年试产、2022年量产,成为全球第一家提供
完整产线的晶圆代工服务业者。