Samsung lançou uma nova geração de processo Gate Full Ring de 3 nm, ganhando uma posição de liderança no processo GAA

Nos últimos anos, no ambiente de competição acirrada do mercado, a Samsung mudou seu foco de negócios para OEM de processos lógicos. No recente capítulo americano do SFF (Samsung Foundry Forum), a Samsung anunciou quatro processos FinFET, cobrindo 7Nm a 4nm. Ao mesmo tempo, uma nova geração de processo gate all around (GAA) de 3 nm foi lançada. Comparado com a tecnologia 7Nm, o processo 3gae da Samsung reduzirá a área em 45%, reduzirá o consumo de energia em 50% e melhorará o desempenho em 35%. A Samsung disse que os primeiros chips de 3 nm eram principalmente para smartphones e outros dispositivos móveis.

Atualmente, o processo avançado de fabricação de semicondutores entrou abaixo do nó de 10 nm. A TSMC assumiu a liderança na produção em massa do processo de 7Nm no ano passado, mas não existe um processo de litografia EUV. A Samsung optou por entrar diretamente no processo EUV de 7Nm, portanto está um ano atrás do TSMC em andamento. No entanto, a Samsung está determinada a alcançar a TSMC no processo de 3nm. De acordo com o roteiro da Samsung, eles produzirão processos de 3nm em massa em 2021, e a TSMC quase entrará no nó de 3nm nessa época. No entanto, a TSMC não definiu os detalhes técnicos do 3nm, o que significa que a Samsung conquistou uma posição de liderança no processo GAA.

Ryan SangHyun Lee, vice-gerente geral do mercado de negócios de fundição de wafer da Samsung, disse que a Samsung vem desenvolvendo a tecnologia GAA desde 2002 e fabricou mbcfet (multi bridge channel fet) usando equipamento de nano chip. Esta tecnologia pode melhorar significativamente o desempenho dos transistores, de modo a realizar a fabricação do processo de 3 nm. No entanto, a TSMC também está promovendo ativamente o processo de 3 nm. Em 2018, a TSMC anunciou que planeja investir NT$ 600 bilhões para construir uma planta de 3nm, esperando iniciar a construção em 2020 e iniciar a produção em massa já no final de 2022. Foi relatado que a tecnologia de processo TSMC 3nm entrou na fase experimental e fez um novo avanço na tecnologia GAA. A TSMC destacou em seu relatório financeiro do primeiro trimestre que sua tecnologia de 3 nm entrou no estágio de desenvolvimento abrangente. Na verdade, a TSMC e a Samsung Electronics competem em tecnologia avançada há muitos anos. Este ano, eles competirão principalmente na tecnologia 3nm. No entanto, nem a TSMC, a Samsung nem a Intel mencionaram o roteiro do processo de semicondutores após 3nm.

Porque depois que a largura de linha de processamento dos circuitos integrados atingir 3 nm, ela entrará na categoria de física mesoscópica. Os dados mostram que os materiais mesoscópicos, por um lado, contêm uma certa quantidade de partículas, que não pode ser resolvida apenas pela equação de Schrödinger; Por outro lado, o número de partículas não é grande o suficiente para ignorar a flutuação estatística. Isso faz com que o desenvolvimento da tecnologia de circuitos integrados encontre muitos obstáculos físicos. Além disso, o consumo de energia causado pelo aumento da corrente de fuga também é difícil de resolver. Portanto, o processo de 3 nm também é conhecido como o limite físico dos semicondutores. No entanto, nas décadas anteriores ao desenvolvimento da indústria de semicondutores, a indústria encontrou repetidamente o chamado problema de limite de processo, mas esses pescoços técnicos foram quebrados repetidas vezes.Ryan Lee, vice-presidente de marketing dos negócios OEM da Samsung, também previu o futuro dos chips Samsung: o desenvolvimento da tecnologia GAA pode tornar possível o processo de 2nm ou até 1nm. Embora a Samsung não tenha certeza de que tipo de estrutura irá adotar, ela ainda acredita que tal tecnologia aparecerá. Em outras palavras, a Samsung planeja usar o processo GAA para desafiar os limites físicos.