魏哲家霸气1句 台积电2奈米稳了? 惊爆三星GAA技术靠山

台积电总裁魏哲家(左)和董事长刘德音。(资料照)

台积电总裁魏哲家在上周法说指出,面对三星电子喊出2025年2奈米制程开始量产,2奈米制程将采用闸极全环电晶体技术(GAA),来到2025年,台积电2奈米的电晶体数量与效能,将成为业界在竞争能力上最领先的技术,三星呛声遭到挑战。虽然市场对于台积电持续在3奈米制程延用鳍式场效电晶体(FinFET),有助于成熟技术稳定良率与成本,三星抢先采用GAA技数可能有翻车风险,但在IBM也握有2奈米制程技术下,台积电也必须谨慎面对。

三星在本月稍早的2021年三星晶圆代工论坛表示,2022年上半年将推出3奈米制程,台积电3奈米制程则是同年下半年才会推出,预计2奈米制程才会导入GAA技术,市场预期2024年推出。三星表示,预计2022 年推出第一代 3 奈米 3GAE 技术,2023 年推出新一代3 奈米 3GAP技术,2025 年 2 奈米 2GAP 制程投产,目前3奈米良率也正朝着4奈米制程逼近。

三星今年7月表示,3奈米制程正式流片,该节点与三星7奈米LPP制程相比,3GAAE制程可以在同样功耗下提高性能30%,或是在同样频率下降低功耗50%,电晶体密度提升80%。

从台积电年报资讯来看,3 奈米基于EUV技术展现优异的光学能力,与符合预期的晶片良率,以减少曝光机光罩缺陷及制程堆叠误差,并降低整体成本,2 奈米及更先进制程上将着重于改善极紫外光技术的品质与成本。

台积电目前在5/7奈米制程的良率都胜于三星,甚至在去年采用三星5奈米制程的高通S888,却传出有过热情况,目前苹果的iPhone 13系列、最新版的Macbook Pro所搭载的A15晶片、M1 Pro、M1 Max都采用台积电5奈米制程强效版,表现更远胜其他产品。

Google美国时间周二预计发表Pixel 6 系列,并采用首款自研处理器晶片Tensor,预计采用三星4奈米制程,高通则是预计年底推出新一代5G旗舰机处理器晶片S895(或是S898);至于台湾IC设计大厂联发科预计今年底明年初发表新一代5G旗舰机处理器晶片天玑2000,预料采用台积电4奈米制程,双方先在4奈米制程一较高下。

至于2奈米制程,台积电透露的细节不多,三星除了口头喊话之外,也还没看到详细资讯。至于今年5月发表2奈米制程GAA技术的IBM,根据当时说明,IBM 的2奈米制程号称在150mm²的面积中塞入500亿个电晶体,平均每平方公厘是3.3亿个,比起当前最先进的7奈米、5奈米制程晶片,2奈米制程电晶体密度更高、增加 45% 效能、能源效率提升达75%。

IBM早在2015 年就发表 7奈米制程,但一直到去年8月才有第一个商用化产品出现,相比台积电、三星还要晚,根据目前资料来看,预估台积电2奈米制程2024年发表,三星2奈米制程2025年量产,英特尔的20A制程预计2024年发表。IBM虽然提前发表2奈米制程,但实际上要到可以量产的等级还有一大段差距,但这已经足以证实,2奈米制程GAA技术的可行性。

据《BusinessKorea》过去数据显示,台积电、三星、IBM以及格罗方德,申请 GAA 制程专利数量分别占比31.4%、20.6%、10.2%、5.5%,显示台积电虽然不张扬,但早就进入研发,甚至申请专利数最高,三星、IBM则是加起来才逼近台积电。

三星早先投入大量资源GAA技术,等到进入2奈米制程预料有更稳定表现,台积电则是在2奈米制程量产才导入GAA技术,就算三星技术仍无法克服物理极限,与IBM的紧密合作,是否可能采用IBM技术来生产先进制程晶片,也不失为一种选项。