台积电在6月份线上举办2021年度技术研讨会,公布了未来新工艺进展,6nm、5nm、4nm、3nm、2nm都有新消息传来。
2nm目前是各大半导体巨头角逐的制高点,IBM甚至已经在实验室内搞定,率先公布了2nm芯片,而除了台积电、三星两大代工巨头,欧洲、日本也在野心勃勃地规划。
不同于之前世代在相同的基础架构上不断演进,台积电的2nm工艺将是真正全新设计的,号称史上最大的飞跃,最大特点就是会首次引入纳米片(nanosheet)晶体管,取代现在的FinFET结构。
台积电表示,纳米片晶体管可以更好地控制阈值电压(Vt)——在半导体领域,Vt是电路运行所需的最低电压,它的任何轻微波动,都会显著影响芯片的设计、性能,自然是越小越好。
台积电宣称,根据试验,纳米片晶体管可将Vt波动降低至少15%。
目前,台积电的2nm工艺刚刚进入正式研发阶段,此前消息是2023年试产、2024年量产。
先进半导体工艺上,台积电、三星一直你追我赶,但是这几年,三星明显有些跟不上趟,不但新工艺的量产进度缓慢、延迟,性能、客户规模也远不如对手。
2021国产IP与定制芯片生态大会上,三星公开了一份新工艺路线图,赫然显示3GAP 3nm要到2023年才会量产,而台积电早就宣称,会在明年下半年量产自己的3nm。
三星之前也说过会在2022年量产3nm,不过一直说的是3GAE版本,也就是3nm gate-all-around early,可以理解为3nm工艺的初始早期版本,而路线图上的3GAP,指的则是3nm gate-all-around plus,相当于3nm工艺的加强版,性能自然更好。
这么看来,三星取消了3GAE,直接上更好的3GAP?
三星的一位发言人称,三星一直在与客户探讨3GAE工艺,将在2022年如期量产。
这么看来,最大的可能是3GAE工艺还在,但没有外部客户采纳,三星要么拿它来做实验(代价有点大),要么是仅限自用(三星LSI部门),反正是悬了。
三星宣称,3GAE工艺对比7LPP可以性能提升最多35%,或者功耗降低最多50%,或者面积减小最多45%,而且最早说的投产时间是2021年底,现在推到了2022年,但还说如期……
至于3GAP对比3GAE会有多大提升,三星一直没有明确给出数据。
另外在路线图上,三星5nm、4nm也都增加了新版本,除了初期的5LPE、4LPE,分别增加了集成度和性能都更高的5LPP、4LPP,都支持EUV极紫外光刻,分别计划今年、明年量产。
三星4nm工艺即将被高通使用,高通下一代骁龙800系列处理器将被称为骁龙895,是一款4纳米的芯片,将由三星制造。高通还将带来骁龙895 Plus/骁龙895+,应该在2022年下半年推出,将由台积电制造。按照计划,它将会在2021年12月份发布。
台积电创始人张忠谋曾针对国产芯片发表过一番言论,他表示国内大陆只要做好芯片设计就行了,制造环节由台积电来完成。
再来看看我国大陆的领头羊中芯国际的最高工艺水平,依旧停留在14nm阶段,时至今日连7nm芯片都没有一个准确的消息。
眼看高通年底已经要发布4nm的芯片了,国内大陆的芯片制造实力,与那些全球领先的代工巨头相比,还存在显而易见的差距。尤其是在7nm等高端芯片市场,国内更是严重依赖从国外进口,距离实现自给自足还有很长的路要走——希望二十年内能看到胜利的曙光!
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页面更新:2024-03-14
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