在芯片工艺中,有一个核心指标,叫做“线宽”。
什么叫线宽?指的是芯片的最小电路蚀刻宽度,线宽越窄,单位面积所能刻蚀的晶体管数量就越多,性能也就越强。
但线宽不可能无限缩小,因为电路要正常通电,至少也要维持着几十上百个原子的宽度,不可能持续的,无限的缩小的。
而当芯片工艺进入28nm之后,其所谓的线宽其实变化不大。因为在28nm时,其物理蚀刻工艺,其实已经接近了物理极限了。
但在28nm之后, 为何还有22nm、14nm、7nm、5nm、3nm这些呢,其实指的是等效工艺,是通过芯片架构、设计、结构等的改进,实现了“同XXnm芯片一样的能效”。
芯片制程对摩尔定律的推进,早已不再依赖“线宽“指标的提升,而是靠其它技术了。
举个例子,14nm工艺前,大家用的是Planar FET晶体管技术,当芯片进入14nm时,三星推出了FinFET晶体管技术,这就是结构的改进。
不过FinFET也只能支持几代工艺制程的进步,到5nm时,已经是比较老迈,急需换拿东西了。
所以到3nm工艺时,三星又使用了GAAFET晶体管技术,来替代之前的FinFET晶体管技术,这就是晶体管技术的改进。
三星原以为在3nm时,自己依赖更先进的GAAFET晶体管技术,能够追上甚至超过台积电,不曾想最后还是没成功,在技术、份额上还是落后台积电很多。
而近日,台积电也正式表态,自己的2nm芯片工厂开始启动了,预计会在今年4月份启动设备安装,然后P2工厂和高雄工厂将于2025年开始生产2nm制程芯片。
在技术路线上,这次台积电向三星学习了,抛弃掉了老掉牙 FinFET晶体管技术了,升级为GAAFET晶体管技术。
与FinFET晶体管技术相比,GAAFET晶体管技术结构更复杂,阈值电压更低,这样性能更强,耗电量更低,功耗表现更佳。
另外,intel也表示,自己在2024年左右,量产20A(所谓的2nm技术),也会抛弃掉FINFET晶体管技术,采用GAAFET晶体管技术,或转向RibbonFET及PowerVIA等下一代技术。
可以预见的是,2nm时,又会神仙打架了,新一代的晶体管架构将到来了,相比于3nm工艺,可能又会是一个质的进步。
原文标题 : 台积电2nm芯片启动,学习三星,抛弃老掉牙的FinFET,采用GAAFET