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巨乳中文无码亚洲台积电三星明确2纳米路线图 延续制程大战

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2023-10-28 05:27:35 来源:巨乳中文无码亚洲参与互动参与互动

  来源:中国经营报

  本报记者 谭伦 北京报道

  随着3纳米芯片于今年9月正式进入消费级市场,全球2纳米芯片的制程之战也逐渐迫近。10月19日,台积电总裁魏哲家在法人说明会上表示,台积电有望在2025年量产2纳米芯片。

  值得注意的是,这并非台积电首次对外释出2纳米制程的进展计划。2022年6月,台积电方面披露,外界关注的3纳米制程将在当年下半年试产,同时将花费1万亿新台币(折合约 2290亿元人民币)扩大2纳米产能布局,并在2024年试产,2025年开始量产。

  台积电方面表示,2纳米芯片将采用新的纳米片技术,这将使得该制程成为电晶体密度最小、效能最佳的先进制程技术。据悉,这一新工艺是指采用新的纳米片晶体管(Gate-All-Around FET,以下简称“GAA”)结构,以取代目前主流的鳍式场效应晶体管(以下简称“FinFET”)结构。相比于后者,GAA结构可以更为精确地减少漏电损耗,降低功耗。

  与此同时,作为台积电的老对手,三星电子也在6月举行的2023三星晶圆代工论坛上,公布了2纳米制程的最新路线图。三星电子总裁兼晶圆代工业务负责人崔时荣会上透露,三星将自2025年起首先于移动终端量产2纳米制程芯片,随后在2026年将其用于高性能计算(HPC)产品,并于2027年扩至车用芯片。

  “从2纳米开始,两家公司在制程工艺上的竞争可能才算正式开始。”半导体分析师季维告诉《中国经营报》记者,此前为了赶超台积电,三星抢在3纳米 工艺上率先采用了GAA新工艺,而2纳米才算是首次拉开了双方在GAA工艺领域的竞争大幕。

  准备充分

  虽然早在2022年6月,三星量产了基于GAA工艺的3纳米芯片,但后续的低良率问题,也成为冒险赶超台积电的代价。公开信息显示,量产初期,三星的3纳米良率只有20%。即便后续进行了持续改进,三星最新的3纳米制程良率也只徘徊于60%上下。

  与此对比,对于新工艺更为谨慎的台积电则在2纳米的研发上做好了充足准备。据悉,为了配合GAA结构,台积电在2纳米工艺上引入包括GAA晶体管、背面供电和超高性能电容器在内的多项新技术,同时,芯片设计需要使用全新的EDA、模拟和验证工具。目前,Cadence、Synopsys、Ansys、Siemens EDA 等开发的EDA工具都已经获得台积电认证,可供设计人员使用。

  台积电提供的数据显示,与3纳米技术相比,2纳米技术在性能和功率效率方面有着显著的提升。在相同功耗下,速度将增加10%~15%,或者在相同速度下,功耗将降低25%~30%。

  “GAA解决了过去在工艺上存在的漏电问题。”CHIP全球测试中心中国实验室主任罗国昭告诉记者,进入5纳米以后,FinFET工艺的漏电效应就开始变成非常棘手的问题,过去可以通过控制晶体管的间距降低这一影响,但随着制程越来越低,漏电已经无法解决。

  季维则表示,虽然台积电延迟了在2纳米上对GAA工艺的尝试,但其3纳米芯片目前的量产良率也同样并不理想。这一因素也将增加台积电在2纳米领域的投入与布局力度。

  记者注意到,在今年6月举行的北美技术论坛上,台积电方面曾确认,2纳米技术将提供全节点改进,以支持台积电客户的下一代产品创新。除了移动计算基准版本之外,2纳米技术平台还包括一个高性能变体,以及全面的小芯片集成解决方案。

  “这说明台积电非常看重2纳米芯片量产前的生态筹备。”季维表示,目前台积电已为2纳米规划了三个生产基地,在2025年正式量产前,台积电应该还会在2纳米工艺的前期布局上公布更多的新动作。

  两超一强竞逐

  3纳米良率上的挫折,虽让三星仍落后台积电一个身位,但这并未折损其对赶超台积电的雄心。今年5月,三星电子总裁、半导体业务主管庆桂显放出豪言,将在5年内超越台积电。他表示,虽然三星目前在芯片加工技术上落后于台积电,但有望在2纳米加工节点上实现领先。

  而在三星的详细路线图中,除了同样于2025年量产2纳米外,崔时荣介绍称,三星计划到2025年将GAA工艺制造的芯片的应用扩展到3D封装。他表示,三星已在半导体业务部门内组建了先进封装(AVP)业务团队,加速下一代半导体后处理技术的研发。同时,到2027年,三星计划如期量产1.4纳米工艺。

  此外,与台积电一样,三星还公布了加强与国内和国际无晶圆厂进行合作的计划,以培育包括AI半导体在内的国内半导体产业生态链。崔时荣表示,要发展代工业务,三星需要一个以无晶圆厂公司为中心的强大半导体生态系统。

  值得注意的是,两强竞争之时,老牌巨头英特尔也宣布卷入这场先进制程之战。根据“四年五个制程节点”的IDM 2.0战略,英特尔将在2024年~2025年量产20A、18A工艺(相当于2纳米、1.8纳米)。英特尔方面表示,目前正全力以赴推进内部和外部测试1.8纳米制程,预计年内流片。

  “2纳米制程方面,两超一强的竞争格局基本已经确定。”季维指出,如果1.8纳米如期推出,包括联发科、高通、英伟达在内的芯片设计巨头都将大概率成为英特尔的未来客户。目前,爱立信已宣布与英特尔合作,采用其1.8纳米制程工艺来定制5G芯片。

  前景未明

  多年以来,台积电与三星在最先进制程领域的对决一直都在持续。而在业内看来,此次2纳米的竞争,也将同样延续这一大体态势,但随着全球半导体市场需求改变,先进制程市场的前景也将存在一些变数。

  最大的挑战仍是来自消费市场的疲软。自2022年下半年开始,受半导体产能短缺转为过剩的态势影响,全球半导体市场在连续增长8个季度后,于当年第二季度首次出现收入下滑,第三季度更是延续颓势,下降了7%。Gartner预测,全球半导体市场的低迷将持续到2023 年。

  此前有市场分析声音指出,随着大模型热潮带动,AI芯片领域的需求增长强劲,但这或许仍无法完全抵消消费电子市场需求量走弱带来的冲击。“相比于主流出货芯片,顶尖制程其实仍然只是个小市场,而且深度仰赖消费端的需求。”罗国昭表示,考虑到产业复苏周期,业界也应适当放低对于2纳米芯片表现的预期。

  同时,罗国昭表示,虽然摩尔定律仍在起效,但随着芯片制程进入3纳米,制程迭代带来的性能并未如市场期望的那么高。尤其是在苹果发布iPhone 15后,3纳米芯片性能被称为“挤牙膏”,也让外界更加认识到先进制程的局限。

  此外,良率是目前巨头们在2纳米制程上收回成本亟须解决的最大挑战。此前据韩媒报道,三星、台积电的 3纳米工艺良率目前都仅有50%左右,这让企业付出了巨大的成本,尤其是台积电,高企的成本会极大拉低财报表现,进而影响到在最新制程方面的投入。

  “按照正常的惯例,良率至少要达到70%以上,订单量才会稳步提升。”季维告诉记者,在解决3纳米的良率挑战前,包括高通、联发科在内的2纳米大客户可能都会谨慎观望,这对于台积电和三星而言,显然将会是最大的麻烦。

责任编辑:李桐

【编辑:古智仁 】
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