外电报导,三星 6 日宣布 3 奈米制程将自 2022 年量产,更先进的 2 奈米制程于 2025 年量产。三星 3 奈米制程比原定 2021 年投产时间延后约一年。
三星原本计划今年开始 3 奈米制程生产处理速度更快、能效更高的芯片,但 6 日三星在“Samsung Foundry Forum”表示,转移到全新制造技术的难度很高,3 奈米制程将在 2022 上半年推出。代表三星客户将到 2022 年才能使用最先进技术。已知三星晶圆代工客户包括手机芯片厂商高通、服务器处理器设计厂商 IBM 、GPU 大厂辉达及三星自家芯片产品。
虽然 3 奈米制程延后,但三星强调,更先进的 2 奈米制程技术将如期在 2025 年推出,并 2026 年开始大量生产产品。三星表示,2 奈米制程技术将使芯片性能、能效及电子产品小型化继续迈进,这也是三星第一次谈到 2 奈米制程的量产时程。
相较三星延后推出 3 奈米制程,晶圆代工龙头台积电也传出可能延迟的消息。台积电没有回应,仅表示一切依时程进行。台积电与三星传出 3 奈米制程延迟推出,外界评估可让处理器龙头英特尔较缓解压力。英特尔 2021 年宣布重返晶圆代工市场,将与台积电、三星两家厂商竞争,对手传出延后推出先进制程,对时程相对落后的英特尔显然是好消息。
外电报导强调,随着个人电脑销量成长,加上智能手机增加,以及资料中心线上服务量不断提升,市场对芯片的需求超过产能。三星代工事业部高层表示,“芯片短缺问题要到 2022 年才会缓解。尽管三星继续投资,其他代工厂商也在增加产能,但我们看来供需不平衡会再持续 6~9 个月。”
发展新一代制程技术方面,因进展到新一代芯片制造技术的过程非常复杂,单芯片由数十亿个比尘埃还小的晶体管组成,晶圆代工厂需在硅晶圆上蚀刻电路图,需要数十个甚至上百个步骤、耗时数月完成。三星强调,芯片制造技术进步将使晶体管缩小,就能把更多晶体管压缩到一个芯片,提高处理速度并降低功耗,这也是三星 3 奈米制程用新一代全环绕栅极 (GAA) 制程的原因。
三星强调,与 5 奈米制程相较,三星首个 3 奈米 GAA 制程技术将允许芯片面积减少 35%,性能提高 30% 或功耗降低 50%。除了功耗、性能和面积 (PPA) 改进,随着制程技术成熟,3 奈米良率正在接近 4 奈米制程。三星预计 2022 年推出第一代 3 奈米 3GAE 制程技术,2023 年推出更新一代的 3 奈米 3GAP 制程技术,2025 年以 2 奈米 2GAP 制程技术投产。
除三星外,其他晶圆代工厂也在发展 GAA 制程。英特尔 2020 年 6 月国际 VLSI 会议,技术长 Mike Mayberry 就说明制程技术转移到 GAA 技术设计下,增强静电。当时英特尔告知 5 年内采用 GAA 技术。台积电方面,预计 2 奈米制程采用 GAA 技术,代表着台积电能将 FinFET 技术寿命延长至 3 奈米制程。台积电正式推出 2 奈米制程确切时间目前仍不确定,因曾表示 5 奈米和 3 奈米将是长寿制程节点。
随晶圆代工厂不断注资先进制程、开发技术同时,也代表芯片变得越来越复杂,价钱也会越来越贵,这就是为什么许多客户坚持使用联电或格罗方德等更成熟、却便宜制程技术芯片。三星认为,虽然 GAA 技术困难度很高,但三星仍努力降低单芯片成本。且这趋势韩将持续下去。
(首图来源:Flickr/Jamie McCall CC BY 2.0)