针对三星3nm芯片！台积电“芯”工艺曝光，新场效应晶体管技术

人的主观认知会随着周围事物的变化而改变。笔者原本认为2020年已是半导体领域的巅峰状态，各大半导体厂商争先恐后地挺进5G领域，“豪强争霸、黑马频出”。未曾想过在步入2021年后，半导体厂商的竞争已然发展到“神仙打架”的高度。

PC端领域中：英特尔与AMD、英伟达的一决雌雄和Arm、X86芯片架构的双雄争霸；通讯领域中：华为、苹果的5G竞速和高通、联发科的基带厮杀。智能手机领域中：OPPO、vivo的逆势崛起和iQOO、realme、红米的“性价比”打架。以及手机生态领域中：安卓、iOS的生态决战和华为鸿蒙系统的异军突起。半导体领域各行业的“厮杀”将本就“硝烟纷飞”的半导体领域推向“沸点”。

如此热闹景象，让许多科技发烧友们大呼过瘾。同样身为科技发烧友的柏柏，看着各大半导体厂商之间的“神仙打架”，不禁惊叹科技发展的速度。话不多说，让我们直奔今天的主题：“针对三星！台积电2纳米工艺的面世”和全新的场效应晶体管技术“MBCFET(多桥通道场效应晶体管）”。

三星IEEE ISSCC国际固态电路大会中掏出世界上首枚3纳米芯片“SRAM存储芯片”后，网上关于“3纳米”、“芯片代工易主”的话题铺天盖地砸向台积电。台积电作为世界芯片代工龙头，一直以来都以精湛的代工技术傲视群雄。面对外界媒体的疑问和“来势汹涌”的三星，台积电终于掏出了自己的杀手锏。即采用MBCFET(多桥通道场效应晶体管）技术的“2纳米芯片工艺”。

相关媒体报道：台积电的2纳米工艺采用的是MBCFET(多桥通道场效应晶体管）技术。值得注意的是：可能考虑到5纳米工艺的功耗翻车，以及对新技术即MBCFET(多桥通道场效应晶体管）技术的顾虑。台积电的3纳米工艺并没有使用MBCFET(多桥通道场效应晶体管）技术，在3纳米工艺中台积电依旧使用了FinFET（鳍式场效应晶体管）技术。但三星在自家的3纳米工艺中采用了MBCFET(多桥通道场效应晶体管）技术。对此大家不要混淆。

可能很多朋友没有看过笔者早先关于MBCFET(多桥通道场效应晶体管）技术和FinFET（鳍式场效应晶体管）技术的解析，在这里为大家简单介绍一下。MBCFET(多桥通道场效应晶体管）技术与FinFET（鳍式场效应晶体管）的区别。

首先是芯片代工领域中常见的FinFET（鳍式场效应晶体管）。作为目前芯片代工领域中的主流架构，FinFET（鳍式场效应晶体管）因其独特的“鱼鳍”式3D构造，以及内置架构的空置性的优化，为芯片规路晶体管数量的提升提供了基本的包容空间。中芯国际的N+1、N+2，三星、台积电的5纳米、7纳米、14纳米等芯片代工架构，采用的都是FinFET（鳍式场效应晶体管）。简单来说：采用FinFET（鳍式场效应晶体管）技术的芯片，能够包容更多的晶体管。

MBCFET(多桥通道场效应晶体管）与GAAFET（环绕栅极场效应晶体管）同属于GAAFET阵营。注意GAAFET是统称，和GAAFET（环绕栅极场效应晶体管）并不相冲，如同甲方、乙方同属于一个团队，乙方是团队的代表，包含甲乙双方。

与FinFET（鳍式场效应晶体管）相比；MBCFET(多桥通道场效应晶体管）与GAAFET（环绕栅极场效应晶体管）在保持原有FinFET架构载体的“架空性”的同时，采用环绕法（GAAFET）与多连接通道（MBCFET）对晶体管进行进行排序调整，增加能源连接通道，提高固定有效能源的利用率，以此达到节能、减热的作用。简单来说：对比FinFET，GAAFET更加节能，在晶体管的框架排列布局上也更加合理。

由于MBCFET(多桥通道场效应晶体管）参照物的受限，在此只能拿三星的3纳米芯片“SRAM存储芯片”举例。借用三星对该枚芯片的解析：在同等写入电流的前提下，采用MBCFET(多桥通道场效应晶体管）的存储芯片电压限制在0.23V左右（最高不超过0.23V）。作用于处理器芯片，采用MBCFET(多桥通道场效应晶体管）的3纳米芯片功耗将减少50%，性能提升约为30%。当然，这只是三星自己的言论，至于实际表现如何？相信不用笔者多说，朋友们也心知肚明。

毕竟“高开低走”向来都是三星的强项，拿三星的5纳米芯片“猎户座2100”举例，在该枚芯片投入商用前：跑分、性能、耗能、发热几乎一项不差，直逼华为麒麟9000。但到实际使用时，表现差强人意。在这里穿插一个很有意思的小插曲，也许是表现不佳，亦或是考虑到S21的市场前景，三星在自己的顶级旗舰机中使用了高通的骁龙888芯片。

回到台积电这里，台积电公布了2纳米工艺，很大一部分原因出自三星带来的压力。在这里笔者列举其中一个因素：“市场”。拿建厂来说：自2020年第三季度后，台积电、三星就“赴美建厂”这件事情展开竞速。其目的是为了在芯片代工市场中占据先机，以此获得更多的订单，进而增加营收，提升自身实力。

三星迫不及待地掏出自家的3纳米芯片，很大一部分原因是为了引起其它芯片厂商的注意。借此为自己争取更多有关于3纳米芯片的潜在订单，特别是有关于台积电赴日建厂的消息，经台积电敲定证实后，让三星在芯片代工领域中感受到了压力。

不仅是建厂，在设备采购方面，为了提高产能，获取更多订单。台积电与三星大量“抢购”ASML的EUV光刻机，而提起ASML，顺带提一下ASML的1nm~2nm的光刻机。我们知道ASML目前最先进的EUV光刻机其工艺最高可以达到3纳米。为了延伸摩尔定律，也为了保持自己在光刻机领域中的霸主地位，ASML加紧研发，成功完成1nm~2nm的光刻机设计稿图。倘若ASML成功制造出1nm~2nm光刻机，使得摩尔定律得以继续延伸，那么对于半导体领域来说，将会是一个再好不过的消息。

虽说ASML 1nm~2nm光刻机的完稿可能会让摩尔定律得以延伸，但硅基芯片的可延伸性显然已经逼近极点。目前我国中芯国际的芯片代工水准已经达到7纳米，豪掷12亿美元向ASML购进的批量DUV光刻机也为中芯国际实现5纳米代工的突破、量产提供了必要的物质载体。中科院石墨烯碳基芯片的成功试产、华为光子封装测试场的完工，为今后我们在芯片领域中反超西方国家提供了可能。

对于台积电的2nm工艺，大伙还有什么想说的呢？你认为我们在芯片领域中能否实现“超车”呢？欢迎在下方留言评论，我是柏柏，90后科技爱好者。关注我，带你了解更多资讯，学习更多知识。