对台积电下马威?三星泄3奈米GAA技术 最新进度曝光

三星3奈米GAA技术曝光。(图/美联社)

全球晶圆代工龙头台积电在该领域竞争对手三星电子誓言在2030年成为全球系统半导体龙头,并采用极紫外光(EUV)微影技术,打算在10年内超越积电,并提前在3奈米制程就采用环绕闸极技术(Gate-All-Around,GAA)。最新资料显示,三星先前在IEEE 国际积体电路会议上,就能见到3奈米制程GAA技术的发展

目前20奈米以下制程采用的是鳍式场晶体(FinFET),是种多重闸道 3D 电晶体,控制电流通过的闸门平面走向类似鱼鳍的3D电晶体,并由闸极(所称的20奈米制程,指得就是闸极长度,或称线宽)所包覆,大大强化控制电流,并降低电漏动态功耗效能前台积电技术执行长柏克莱加州大学教授胡正明为第一代发明人之一。过去台积电以28奈米制程打好基础下,并在16/20奈米制程导入FinFET架构,在既有的基础上减少制程变动,让台积电可以有效掌握研发各项生产变数

当时三星看到台积电在20奈米制程导入FinFET架构,直接命名14奈米制程,当时主导的三星晶圆代工制程研发的,就是前台积电前研发处长、现任中芯国际联合执行长,时任三星研发副总经理梁孟松,不过,当时三星14奈米制程的晶体面积虽然小于台积电16奈米制程,并同为苹果A9处理器代工生产,但实际上,台积电稳扎稳打的研发过程,无论在制程、设计、IP与EDA工具垒机使用经验,让台积电一路发展7奈米制程,采用深紫外光(EUV)微影技术生产晶片,把与三星的差距拉开,甚至到5奈米制程,无论是电晶体密度或是鳍片间宽度都达到业界水准,FinFET推至3奈米制程依然能继续使用,让台积电有自信直至2奈米才采用GAA架构。

外媒 《tomshardware》 报导,GAA技术有2种,一种是采用奈米线做为电晶体鳍片的GAAFET,另外一种则是奈米片形式的较厚鳍片的多桥通道场效应电子电晶体 MBCFET,一般大多是以GAAFET来描述。

实际上,GAAFET早在1988年就问世,该种设计更有效扩张接触面积,理论上让性能与功耗大幅改善,但在当时电晶体通道只能加宽1或2倍,精度难以控制,甚至使得效率变差,导致FinFET更早一步被业界踏入先进制程领域广为使用。

三星表示,在与该公司的7奈米LPP制程相比,3GAE 制程可以在同样功耗下提高性能30%,或是在同样频率降低功耗50%,电晶体密度提升80%。三星还指出,3奈米制程MBCFET 技术将会在 2022 年投产