贝博|天空宝典|全球半导体先进制程交锋火花四射 3nm芯片谁能夺得头筹

　　先进工艺的半导体芯片研发投资越来越高◈★ღ★，未来的5nm工艺芯片研发耗资需要5.4亿美元◈★ღ★，3nm工艺就更烧钱了◈★ღ★，工艺研发就需要40-50亿美元◈★ღ★，晶圆厂建设需要150亿美元◈★ღ★。在半导体制造中◈★ღ★，3纳米工艺是继5纳米MOSFET技术节点之后的下一个芯片缩小◈★ღ★。截至2020年◈★ღ★，三星和台积电已宣布计划将3 nm半导体节点投入商业生产◈★ღ★。

　　三星同样押注3nm节点◈★ღ★，进度及技术选择都很激进◈★ღ★，三星将淘汰 FinFET 晶体管◈★ღ★，直接使用 GAA 环绕栅极晶体管◈★ღ★。根据三星的信息财经新闻◈★ღ★，相较于7nm FinFET 工艺贝博◈★ღ★，3nm工艺可以减少 50%能耗◈★ღ★、增加30%性能天空宝典◈★ღ★。三星计划2021年量产◈★ღ★，疫情影响已推迟到2022年◈★ღ★，但没有明确具体时间◈★ღ★。去年天空宝典◈★ღ★，三星的Foundry Forum活动中强调了先进封装的重要性◈★ღ★；今年◈★ღ★，三星的Foundry Forum则将重点放在了先进制程的进度上天空宝典贝博◈★ღ★。就此◈★ღ★，我们也能够很明显地感受到◈★ღ★，三星与台积电之间的竞争越发激烈◈★ღ★。

　　而厂商之间的竞争◈★ღ★，本质上是为了延续摩尔定律天空宝典贝博富士康◈★ღ★。◈★ღ★。而摩尔定律的续命关键就是让晶体管结构从FinFET走向GAA◈★ღ★。晶体管在芯片中起到“开关”作用◈★ღ★，能通过影响相互的状态传递信息半导体设备◈★ღ★，◈★ღ★。晶体管的栅极控制着电流能否从源极流向漏极◈★ღ★，电子流过晶体管相当于“开”天空宝典◈★ღ★，电子不流过晶体管相当于“关”◈★ღ★。随着晶体管尺寸缩小◈★ღ★，源极和栅极间的沟道不断缩小◈★ღ★，当沟道缩短到一定程度时◈★ღ★，即便不加电压◈★ღ★，源极和漏极也因间距过小而互通◈★ღ★，即产生“漏电”现象◈★ღ★，晶体管则失去“开关”的功能贝博◈★ღ★，无法实现逻辑电路◈★ღ★。

　　英特尔在2011年转向22nm FinFET◈★ღ★。FinFET的立体构造将漏极和源极由水平改为垂直◈★ღ★，沟道被栅极三面环绕◈★ღ★，不仅增厚绝缘层◈★ღ★，而且增加接触面积◈★ღ★，避免漏电现象的发生◈★ღ★。相比平面晶体管◈★ღ★，FinFET在工艺节点减小时◈★ღ★，能做到更好的性能和电压缩放◈★ღ★，切换速度和电流密度均显著提升◈★ღ★。而随着深宽比不断拉高贝博◈★ღ★，FinFET逼近物理极限贝博◈★ღ★，为了制造出密度更高的芯片◈★ღ★，环绕式栅极晶体管（GAAFET◈★ღ★，Gate-All-Ground FET）成为新的技术选择◈★ღ★。

　　总而言之◈★ღ★，纵观全球半导体制程玩家天空宝典◈★ღ★，目前仅剩三足鼎立◈★ღ★：英特尔贝博◈★ღ★、三星和台积电◈★ღ★。而其中线nm的◈★ღ★，其实只有三星和台积电两家而已◈★ღ★。从市场份额来看◈★ღ★，台积电暂时领先◈★ღ★。