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1nm芯片新进展,晶圆代工先进制程竞赛日益激烈!

2023-12-04
来源:全球半导体观察
关键词: 芯片 晶圆代工厂

AI、高性能计算等新技术持续驱动下,晶圆代工先进制程重要性不断凸显。当前3nm制程芯片已经进入消费级市场,晶圆代工厂商正持续发力2nm芯片,近期市场又传出1nm芯片的新进展,晶圆代工先进制程竞赛可谓愈演愈烈。

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目前,台积电、三星、Rapidus等晶圆代工厂商正积极推动2nm芯片的量产。

台积电2nm工艺计划2025年进入量产阶段。台积电介绍,公司将在2nm制程节点首度使用GAAFET晶体管,相较于N3E ,该工艺在相同功耗下,速度最快将可增加至15% ;在相同速度下,功耗最多可降低30% ,同时芯片密度增加大于15% 。

三星方面同样计划2025年底前推出2nm制程,今年10月媒体报道三星电子旗下晶圆代工事业Samsung Foundry 透露,已开始跟大型芯片客户接洽,准备提供2nm等制程的服务。晶圆代工客户大约需要3年才能做出最终购买决定。三星正在跟大客户接洽,可能在未来几年展现成果。

Rapidus则计划2nm芯片将于2025年开始试产,2027年大规模量产。为推动2nm芯片如期生产,Rapidus也在积极寻求外力帮助。9月媒体报道ASML将在2024年于日本北海道新设技术支持据点,并派遣约50名工程师至Rapidus兴建中的2nm芯片工厂内的试产产线设置EUV光刻机设备,对工厂启用、维修检查提供协助。

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2nm之后,晶圆代工厂商关注焦点将是1nm级别芯片,按照晶圆代工厂商的规划,2027年至2030年,业界有望看到1nm级别芯片量产。

日媒近期消息显示,日本芯片制造商Rapidus、东京大学将和法国机构Leti携手研发1nm等级芯片设计的基础技术,计划于2024年正式展开人才交流、技术共享,旨在建构提升自动驾驶、人工智能(AI)性能所不可或缺的1nm芯片产品供应体制。

据悉,Rapidus、东大等日本国立大学以及理化学研究所参与的研究机构「最先进半导体技术中心(LSTC)」和Leti已在10月签订考虑合作的备忘录。LSTC和Leti的目标是确立1.4nm-1nm芯片研发所必要的基础技术。

在2nm芯片的量产上,Rapidus正和美国IBM、比利时半导体研发机构imec合作,同时Rapidus也考虑在1nm等级产品上和IBM进行合作。预计在2030年代以后普及的1nm产品运算性能将较2nm提高1-2成。

除了Rapidus外,台积电、三星同样也瞄准1nm芯片的开发。台积电此前规划在台湾地区兴建1.4nm制程的晶圆厂,原预定2026年开始建厂,规划在2027-2028年之间进入量产。不过,今年10月台积电宣布放弃原本的选址地,需要另觅土地建厂,业界认为,台积电1.4nm芯片量产时间或将有所延后。

三星计划2027年底前推出1.4nm制程,近期三星电子旗下的代工部门Samsung Foundry副总裁Jeong Gi-Tae透露,三星即将推出 SF1.4(1.4 nm)工艺,纳米片(nanosheets)的数量从3个增加到4个,有望明显改善性能和功耗。据悉,每个晶体管增加纳米片数量,可以增强驱动电流,从而提高性能。同时,更多的纳米片可以更好地控制电流,这有助于减少漏电流,从而降低功耗。

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