對臺積電下馬威?三星泄3奈米GAA技術 最新進度曝光

三星3奈米GAA技術曝光。(圖/美聯社)

全球晶圓代工龍頭臺積電在該領域競爭對手三星電子誓言在2030年成爲全球系統半導體龍頭,並採用極紫外光(EUV)微影技術,打算在10年內超越積電,並提前在3奈米制程就採用環繞閘極技術(Gate-All-Around,GAA)。最新資料顯示,三星先前在IEEE 國際積體電路會議上,就能見到3奈米制程GAA技術的發展

目前20奈米以下製程採用的是鰭式場晶體(FinFET),是種多重閘道 3D 電晶體,控制電流通過的閘門平面走向類似魚鰭的3D電晶體,並由閘極(所稱的20奈米制程,指得就是閘極長度,或稱線寬)所包覆,大大強化控制電流,並降低電漏動態功耗效能前臺積電技術執行長柏克萊加州大學教授胡正明爲第一代發明人之一。過去臺積電以28奈米制程打好基礎下,並在16/20奈米制程導入FinFET架構,在既有的基礎上減少製程變動,讓臺積電可以有效掌握研發各項生產變數

當時三星看到臺積電在20奈米制程導入FinFET架構,直接命名14奈米制程,當時主導的三星晶圓代工製程研發的,就是前臺積電前研發處長、現任中芯國際聯合執行長,時任三星研發副總經理梁孟鬆,不過,當時三星14奈米制程的晶體面積雖然小於臺積電16奈米制程,並同爲蘋果A9處理器代工生產,但實際上,臺積電穩紮穩打的研發過程,無論在製程、設計、IP與EDA工具壘機使用經驗,讓臺積電一路發展7奈米制程,採用深紫外光(EUV)微影技術生產晶片,把與三星的差距拉開,甚至到5奈米制程,無論是電晶體密度或是鰭片間寬度都達到業界水準,FinFET推至3奈米制程依然能繼續使用,讓臺積電有自信直至2奈米才採用GAA架構。

外媒 《tomshardware》 報導,GAA技術有2種,一種是採用奈米線做爲電晶體鰭片的GAAFET,另外一種則是奈米片形式的較厚鰭片的多橋通道場效應電子電晶體 MBCFET,一般大多是以GAAFET來描述。

實際上,GAAFET早在1988年就問世,該種設計更有效擴張接觸面積,理論上讓性能與功耗大幅改善,但在當時電晶體通道只能加寬1或2倍,精度難以控制,甚至使得效率變差,導致FinFET更早一步被業界踏入先進製程領域廣爲使用。

三星表示,在與該公司的7奈米LPP製程相比,3GAE 製程可以在同樣功耗下提高性能30%,或是在同樣頻率降低功耗50%,電晶體密度提升80%。三星還指出,3奈米制程MBCFET 技術將會在 2022 年投產