近年来,在激烈的市场竞争环境下,三星将业务重心转向逻辑工艺代工。 在最近举行的SFF(三星代工论坛)美国分会上,三星公布了四种FinFET工艺,涵盖7nm到4nm。 同时发布了新一代3nm全环栅(GAA)工艺。 与7nm工艺相比,三星3gae工艺将面积减少45%,功耗降低50%,性能提升35%。 三星表示,首批3nm芯片主要用于智能手机和其他移动设备。
目前,先进半导体制造工艺已进入10nm节点以下。 台积电去年率先量产7nm工艺,但没有EUV光刻工艺。 三星选择直接进入7nm EUV工艺,因此进度落后台积电一年。 不过,三星决心在3nm工艺上追赶台积电。 根据三星的Roadmap,他们将在2021年量产3nm工艺,届时台积电也将几乎进入3nm节点。 不过,台积电尚未明确3nm的技术细节,这意味着三星在GAA工艺上取得了领先地位。
三星晶圆代工业务市场副总经理Ryan SangHyun Lee表示,三星自2002年以来一直在开发GAA技术,并利用纳米芯片设备制造了mbcFET(多桥通道FET)。 该技术可以显着增强晶体管的性能,从而实现3nm工艺的制造。不过,台积电也在积极推动3nm工艺。 2018年,台积电宣布计划投资6000亿新台币建设3纳米工厂,希望2020年开工建设,最快2022年底开始量产。 有消息称,台积电3nm工艺技术已进入实验阶段,并在GAA技术上取得了新的突破。 台积电在第一季度财报中指出,其3nm技术已进入全面发展阶段。事实上,台积电与三星电子在先进技术上的竞争已有多年。 今年,他们将主要在3nm技术上展开竞争。 不过,台积电、三星和英特尔都没有提及3nm之后的半导体工艺路线图。
因为集成电路的加工线宽达到3nm后,将进入介观物理的范畴。 数据表明,介观材料一方面含有一定量的粒子,仅靠薛定谔方程无法求解;另一方面,粒子数量还不足以忽略统计波动。 这使得集成电路技术的进一步发展遇到许多物理障碍。 此外,漏电流增加带来的功耗也很难解决。因此,3nm工艺也被称为半导体的物理极限。 然而,在半导体行业发展之前的几十年里,行业屡屡遇到所谓的工艺限制问题,但这些技术瓶颈却一次又一次被打破。三星代工业务营销副总裁Ryan Lee也表示,预测三星芯片的未来:GAA技术的发展可能使2nm甚至1nm工艺成为可能。 虽然三星不确定会采用什么样的结构,但仍然相信这样的技术一定会出现。 也就是说,三星计划采用GAA工艺来挑战物理极限。