三星3奈米率先采用GAA 曝台积无畏关键
工商时报
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全球晶圆代工龙头台积电在该领域拥有超高市占率，于7奈米制程获得重大进展，协助客
户快速进入市场，并导入极紫外光(EUV)微影技术，于2019年开始量产后，成为全球首家
应用EUV技术的晶圆代工厂。
对此，竞争对手三星电子则是紧追不舍，誓言在2030年成为全球系统半导体龙头，并抢
先在3奈米制程就采用环绕闸极技术（Gate-All-Around,GAA），但台积电在鳍式场效电
晶体(FinFET)架构优于三星，让台积电可以更有效控制成本。
台积电4月法说同样让人惊奇，除了将今年度的资本支出上调至300亿美元，并重新定义
了先进制程，从先前的16奈米制程限缩至7奈米以下制程。
根据台积电2020年报显示，台积电7奈米制程(N7) 该公司速度最快的技术之一，并同时
针对行动运算应用及高效能算子件提供优化的制程。从2018年开始量产，至2020年8月
，总计为超过100个客户产品生产超过10亿颗完备无缺的芯片。
意味着台积电能够快速生产大量芯片，亦能协助提高品质和可靠性，以及协助技术研发
。导入EUV技术的7奈米FinFET强效版（N7+）于2019年量产，并替6奈米、5奈米制程技术
奠定良好基础。
至于为7奈米制程延伸的6奈米FinFET（N6）技术，于2020年第一季开始试产，采用EUV技
术取代传统的浸润式微影技术，借此提高良率与缩短生产周期。由于设计方法与上一代
相同，其逻辑电晶体密度增加约18％，截至2020年底，已接获超过20个N6产品投片。预
期在未来几年，大部分采用N7技术的客户都会转换到N6技术。
5奈米制程在去年开始量产后，5奈米FinFET强效版（N5P）于2020年底获得多个客户产品
投片，并预计2021年进行N5P技术量产。相较于N7，N5P技术速度增快约20%，或功耗降低
约40%。市场传闻，苹果M2芯片已经在4月开始量产，预计在今年下半年发表的Mac系列产
品搭载。
至于同为5奈米家族的4奈米FinFET（N4）技术，具备相容的设计准则，同时为下一世代
5奈米技术产品提供在效能、功耗，以及密度进一步的，预计在2022年开始量产。
至于3奈米制程将继续采用FinFET，该技术领先全球，并针对行动通讯与高效能运算应用
提供优化的制程，预期2022年将获得多个客户投片，并于当年度下半年量产。
三星想在3奈米制程就采用的GAA技术，早在1988年就问世，一种是采用奈米线做为电晶
体鳍片的GAAFET，另外一种则是奈米片形式的较厚鳍片的多桥通道场效应电子电晶体 M
BCFET，大多是以GAAFET来描述。
该种设计更有效扩张接触面积，理论上让性能与功耗大幅改善，但在当时电晶体通道只
能加宽1或2倍，精度难以控制，甚至使得效率变差，导致FinFET更早一步被业界踏入先
进制程领域广为使用。
不过，就如同台积电所述，该公司在FinFET架构拥有优于业界的技术，在过去的制程技
术上，电晶体密度、鳍片间距(FinPitch)表现上也更优秀，让台积电可以更有效控制成
本，协助在3奈米制程有机会继续胜过三星。
刘德音2月接受2021年国际固态电路会议（ISSCC 2021）开场线上专题演说时指出，台积
电3奈米制程计画比预期早一些，未来主要制程节点将如期生产。至于2奈米制程，台积
电将转向采用GAA的奈米片架构，提供比FinFET架构更多的静电控制，改善芯片整体功耗
。
刘德音指出，系统整合是半导体未来发展方向，Chiplet（小芯片）是能让技术朝向正确
方向发展的关键，而台积电SoIC先进封装技术可实现3D芯片堆叠。
（中时新闻网 吕承哲）