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三星将在2021年推3nm GAA 芯片性能提高35%

2019-05-15
关键词: 三星 3nm

  据国外媒体报道,三星将于2021年向市场推出一项突破性的处理器技术,对最基本的电子元件进行根本性改造,使芯片性能提高35%,同时使能耗降低50%。

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  据悉,当地时间周二三星在于加州圣克拉拉举行的三星铸造论坛(Samsung Foundry Forum)上宣布,这项名为“环绕栅极”(gate all around,GAA)的技术能够对芯片核心晶体管进行重新设计和改造,使其更小更快。到2021年,应用这种技术的芯片问世后将成为三星与英特尔和台积电等竞争对手的交手中迈出的重要一步。三星希望借此加快芯片行业的发展步伐。近年来,芯片行业一直难以克服极端小型化带来的工程挑战。

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  国际商业战略咨询公司(International Business Strategies)首席执行官汉德尔·琼斯(Handel Jones)表示,三星强大的材料研究项目正在取得成效。

  他表示:“三星在GAA方面领先台积电大约一年时间。”“而英特尔可能落后三星两到三年。”

  三星的进步将延长摩尔定律所描述的行业进步,确保我们的手机、手表、汽车和家庭互联设备能变得更智能。在GAA技术的帮助下,至少在未来几年,用户可以期待出现更好的图形处理技术、更智能的人工智能和其他计算方面的改进。

  “GAA将标志着我们代工业务进入一个新时代,”三星代工业务营销副总裁瑞安李(Ryan Lee)在本次活动上表示。

  7 纳米打不赢台积电,3 纳米GAA 成为关键战场

  据Digitimes的报道,台积电的7nm晶圆订单正在大幅增加,生产利用率也越来越高,预计到今年第三季度会达到100%,而在刚刚结束的第一季度,台积电7nm的利用率可能是最低点。

  7nm的强劲销量将使台积电的收入在2019年底之前大幅增加,可以抵消台积电今年的疲软开局。而且由于AMD下一代处理器的需求以及7nm安卓设备的推出,7nm的占有率将会提高。

  目前,计划今年发布的新一代CPU、GPU、AI、服务器芯片基本都采用台积电7nm,尤其突出的是AMD和华为海思——前者从GF那里转到台积电,下代桌面和服务器CPU、GPU全都给了台积电7nm,而华为海思一直是台积电的核心合作伙伴,麒麟980的出货量已超千万。

  三星与之相比则相形见拙,为此他们将战场转移到3nm GAA。

  从表面上看, GAA 和栅极夹杂在源极和漏极之间的 MOSFET 很类似。另外, GAA 同样包含了 Finfet ,但和目前 fin 是垂直使用的 Finfet 不同, GAA 的 Finfet 是在旁边。GAA Fet 包含了三个或者更多的纳米线,形成沟道的纳米线悬空且从源极跨到漏极。其尺寸是惊人的。 IMEC 最近介绍的一个 GAA fet 的纳米线只有 8nm 直径。控制电流流动的 HKMG 架构能够填补源极和漏极之间的差距。这就是为什么我们需要GAA的原因。

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  其实2018 年底,三星就已宣布将在2020 年生产4 纳米GAA 制程。根据市场人士观察,包括Gartner 副总裁Samuel Wang 都对2022 年之前量产GAA 技术表示怀疑。但现在似乎我们低看了韩国巨头的决心。

  但另一边厢,台积电也在加紧布局其制程。

  据《EE Times》报导,台积电正朝 3 纳米制程、封装技术进步和特殊模组应用发展。今年第25 届的北美技术研讨会上,台积电指出,目前正研究开发3 纳米制程和2 纳米制程等技术。

  半导体芯片制程经常使用所谓的几nm,指的是积体电路电晶体栅极的宽度,也称为栅长。栅长越短,就可在相同大小的矽片上整合更多电晶体。

  台积电研究发展/ 技术发展资深副总经理米玉杰(YJ Mii) 表示,硫化物和硒化物的2D 材料,具有良好的性能,因为沟道厚度每低于1nm,可以提供比7nm 栅极长度更高的驱动电流。

  两大代工巨头的大战仍将持续。