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                  三星發布2nm計劃,晶圓代工競爭走向新節點

                  業界 作者:中國電子報 2021-10-09 19:01:52



                  在近日召開的“Samsung Foundry Forum 2021”(晶圓代工論壇)上,三星電子總裁兼代工業務負責人Siyoung Choi公布了有關3nm/2nm工藝的量產計劃,同時發布新的17nm工藝,強化對傳統工藝市場的爭奪。與此同時,臺積電也在積極推進3nm/2nm工藝、28nm工藝的建廠與開發。隨著摩爾定律的持續演進,三星與臺積電在晶圓代工領域的新一輪競爭再度展開。


                  3/2nm工藝平臺成競爭新焦點


                  因為缺芯加劇,晶圓代工領域受到了極大關注,特別是3/2nm下一代制造工藝更是三星、臺積電、英特爾等半導體龍頭廠商的競爭焦點。


                  在晶圓代工論壇上,Siyoung Choi宣布,三星電子將于2022年上半年開始生產首批3nm芯片,第二代3nm芯片預計將于2023年開始生產。按照規劃,三星電子的3nm GAA工藝將采用MBCFET晶體管結構,與5nm工藝相比,其面積減少了35%,性能提高了30%且功耗降低了50%。Siyoung Choi談道:“我們將提高整體產能并引領最先進的技術,同時進一步擴大硅片規模并通過應用繼續技術創新?!?/span>


                  相比之下,今年6月臺積電總裁魏哲家在2021年臺積電技術論壇上宣布,3nm芯片量產時間為2022年下半年。顯然,三星希望更早推出3nm工藝,以搶占先機。事實上,此前三星曾經計劃于今年便開始量產3nm工藝。但是,轉向全新制造技術的難度很大,使得三星不得不將量產時推遲。然而,三星推遲后的量產計劃依然早于臺積電。


                  三星與臺積電在2nm工藝上的競爭更加激烈。在晶圓代工論壇上,Siyoung Choi表示,三星電子將于2025年推出基于MBCFET的2nm工藝。據媒體報道,臺積電預計2nm工藝的全面量產約在2025年-2026年。


                  此前,三星、IBM和英特爾簽署聯合開發協議,共同研發2nm制造工藝。今年5月,IBM率先發布全球首個2nm制造工藝。實現在芯片上每平方毫米集成3.33億個晶體管,遠超此前三星5nm工藝的每平方毫米約1.27億晶體管數量,極大地提升了芯片性能。


                  隨著5G、高性能計算、人工智能的發展,市場對先進工藝的需要越來越高。3/2nm作為先進工藝下一代技術節點,成為三星、臺積電的發展重點。半導體專家莫大康指出,由于2nm目前尚處于研發階段,其工藝指標尚不清楚。不能輕易判斷是否也一個大節點。然而根據臺積電的工藝細節詳情3nm晶體管密度已達到了2.5億個/mm2,與5nm相比,功耗下降25%~30%,功能提升了10%~15%。2納米的作為下一代節點,性能勢必有更進一步的提升,功耗也將進一步下降。市場對其的需求是可以預期的。


                  17nm新工藝,強化傳統工藝市場爭奪


                  在本次活動上,三星電子還首次推出了17nm FinFET工藝技術。該工藝是28nm工藝的進階版,融合了28nm BEOL后端工序、14nm FEOL前端工藝,比28nm工藝性能提升了39%,功率效率提高了49%。


                  據莫大康介紹,三星的新工藝是將14nmFinFET與28nm的金屬連線部分相配合,由于采用了FinFET技術使得產品性能提升,同時后端金屬連線部分釆用28nm技術,在降低難度的同時,也降低了光刻成本。這樣的設計很有新意,或者應該叫嫁接工藝,把前、后道工藝分開。


                  更加值得注意的是,該工藝將面向傳統特色工藝為主的芯片生產,適用于CIS(接觸式圖像傳感器)、DDI(顯示驅動IC)、MCU(微控制器)等領域。目前,臺積電也在積極擴展相關產能。據悉,臺積電將在中國臺灣地區的高雄新工廠二期廠房中擴產28nm生產線。同時,有消息稱,臺積電正尋求與索尼合作,在日本建造一座28nm晶圓廠。早些時候,臺積電也披露南京12 英寸晶圓廠的擴建計劃,每月將增加4萬片28納米產能,新產能將于 2023 年上線。


                  對此有專家指出,三星17nm工藝的推出,意味著其與臺積電的爭奪,正從先進工藝向特色工藝方向延伸。Siyoung Choi也表示,自2017年以來,三星電子的制程工藝每年都有所升級,而三星電子代工業務將加強節點制程多樣化。這一工藝能夠為客戶帶來顯著的成本優勢,幫助客戶完成從28nm到14nm的過渡。


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                  作者丨陳炳欣

                  編輯丨徐恒

                  美編丨馬利亞



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