最烧钱的技术战!全球冲刺3nm芯片,100亿美元起

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最近,台积电终于公开承认了自己的3nm计划。最终,半导体制造业这场决定未来制程走向的关键一役——3nm技术之战还是来了。

3nm成为竞争关键点

三星的5nm工艺将作为其7nm LPP的改良面向市场推出,而3nm工艺才被三星视为是能够超越台积电的关键节点,在该节点中,三星将采用GAA MCFET(多桥通道FET)工艺。为什么三星会将赌注押在3nm节点上?

从三星和台积电在过去三年的竞争中看,当年三星将其代工业务独立出来之时,也正值先进工艺即将进入10nm工艺阶段。彼时,两者均推出了10nm工艺的产品。但当年三星10nm大客户仅有高通,不敌台积电。

此后三星又在10nm上推出三种不同的改进工艺,以试图抢夺更多的订单。而台积电则在推出10nm以后,转向了更具优势的7nm工艺。7nm对于半导体制造工艺来说是非常重要的里程碑。2018年台积电宣布其7nm开始量产,三星则是选择在7nm上使用EUV。同年,三星7nm EUV也宣布了量产计划,但因其7nm EUV工艺技术不够成熟,因而未能得到市场的认可。在此期间,华为海思、高通、英特尔和联发科等企业纷纷投入到台积电的怀抱。三星错失了抢夺7nm订单的最佳时期。

但根据市场情况来看,7nm在如今的市场中仍然保持着活力,三星7nm EUV技术也在去年得到了改善。于是,三星凭借低价抢夺了原在台积电手中的英伟达的订单。此外,三星还从台积电手中抢走了IBM Power系列处理器的订单。但这并不足以支撑三星在7nm上超越台积电。所以,三星只能放眼下一代先进制程。

双雄剑指3nm

三星已成功研发出首个基于GAAFET的3nm制程,预计2022年开启量产。与7nm工艺相比,3nm工艺可将核心面积减少45%,功耗降低50%,性能提升35%。

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按照三星的研发路线图,在6nm LPP之后,还有5nm LPE、4nm LPE两个节点,随后进入3nm节点,分为GAE(GAA Early)以及GAP(GAA Plus)两代。去年5月,三星的3nm GAE设计套件0.1版本已经就绪,以帮助客户尽早启动3nm设计。三星预计该技术将在下一代手机、网络、自动驾驶、人工智能及物联网等设备中使用。

以2022年量产为目标的台积电,也在按计划推进3nm研发。台积电相关人士表示,台积电在3nm节点技术开发进展顺利,已经与早期客户进行接触。台积电投资6000亿新台币(约合1380亿元)的3nm宝山厂也于去年通过了用地申请,预计2020年动工,2022年量产。

台积电在7nm节点取得了绝对优势,在5nm也进展顺利,获得了苹果A14等订单。但三星并没有放松追赶的脚步,计划到2030年前在半导体业务投资1160亿美元(约合8000亿元),以增强在非内存芯片市场的实力。台积电创始人张忠谋日前对媒体表示,台积电与三星的战争还没有结束,台积电只是赢得了一两场战役,可整个战争还没有赢,目前台积电暂时占优。

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