關(guān)于三星5nm、4nm、3nm工藝分析和全新晶體管架構(gòu)介紹

這兩年，三星電子、臺(tái)積電在半導(dǎo)體工藝上一路狂奔，雖然有技術(shù)之爭(zhēng)但把曾經(jīng)的領(lǐng)導(dǎo)者Intel遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)。

在美國(guó)舉行的三星工藝論壇SFF 2018 USA之上，三星更是宣布將連續(xù)進(jìn)軍5nm、4nm、3nm工藝，直逼物理極限！

其中，4 納米工藝仍會(huì)使用現(xiàn)有的 FinFET 制造技術(shù)，這一制造技術(shù)在高通驍龍 845 和三星 Exynos 旗艦芯片中均有使用。但到了 3 納米工藝結(jié)點(diǎn)，三星便開(kāi)始拋棄 FinFET 技術(shù)，轉(zhuǎn)而采用 GAA 納米技術(shù)。

具體如下：

7LPP (7nm Low Power Plus)

三星將在7LPP工藝上首次應(yīng)用EUV極紫外光刻技術(shù)，預(yù)計(jì)今年下半年投產(chǎn)。關(guān)鍵IP正在研發(fā)中，明年上半年完成。

5LPE (5nm Low Power Early)

在7LPP工藝的基礎(chǔ)上繼續(xù)創(chuàng)新改進(jìn)，可進(jìn)一步縮小芯片核心面積，帶來(lái)超低功耗。

4LPE/LPP (4nm Low Power Early/Plus)

最后一次應(yīng)用高度成熟和行業(yè)驗(yàn)證的FinFET立體晶體管技術(shù)，結(jié)合此前5LPE工藝的成熟技術(shù)，芯片面積更小，性能更高，可以快速達(dá)到高良率量產(chǎn)，也方便客戶(hù)升級(jí)。

3GAAE/GAAP (3nm Gate-All-Around Early/Plus)

Gate-All-Around就是環(huán)繞柵極，相比于現(xiàn)在的FinFET Tri-Gate三柵極設(shè)計(jì)，將重新設(shè)計(jì)晶體管底層結(jié)構(gòu)，克服當(dāng)前技術(shù)的物理、性能極限，增強(qiáng)柵極控制，性能大大提升。

三星的GAA技術(shù)叫做MBCFET(多橋通道場(chǎng)效應(yīng)管)，正在使用納米層設(shè)備開(kāi)發(fā)之中。

大家可能以為三星的工藝主要用來(lái)生產(chǎn)移動(dòng)處理器等低功耗設(shè)備，但其實(shí)在高性能領(lǐng)域，三星也準(zhǔn)備了殺手锏，大規(guī)模數(shù)據(jù)中心、AI人工智能、ML機(jī)器學(xué)習(xí)，7LPP和后續(xù)工藝都能提供服務(wù)，并有一整套平臺(tái)解決方案。

比如高速的100Gbps+ SerDes(串行轉(zhuǎn)換解串器)，三星就設(shè)計(jì)了2.5D/3D異構(gòu)封裝技術(shù)。

而針對(duì)5G、車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的低功耗微控制器(MCU)、下代聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，三星也將提供全套完整的交鑰匙平臺(tái)方案，從28/18nm eMRA/RF到10/8nm FinFET任君選擇。

同時(shí)，三星在補(bǔ)充發(fā)言中提到，“Key IP”將在 2019 年上半年實(shí)現(xiàn)交付，這就意味著某個(gè)客戶(hù)的處理器芯片已經(jīng)向三星下訂單了，明年就能交付。

7nm芯片手機(jī)何時(shí)出？

關(guān)于7nm制程，今年年底之前可能會(huì)有基于三星 7 納米工藝芯片的手機(jī)亮相嗎？可能性或許不大，雖然高通新一代芯片驍龍 855 也將交給三星負(fù)責(zé)生產(chǎn)，但不要指望今年立馬發(fā)布然后大規(guī)模量產(chǎn)，即便量產(chǎn)可能也要等到今年的第四季度末。

當(dāng)然了，三星的 7 納米工藝面對(duì)外開(kāi)放代工，任何芯片廠商都有可能下單，包括自家的 Exynos 芯片。只不過(guò)，一些廠商的 7 納米芯片可能更早運(yùn)用到產(chǎn)品中，例如華為海思的麒麟芯片以及蘋(píng)果的 A 系芯片。此前一直有消息稱(chēng)，華為即將發(fā)布的麒麟 980 芯片將基于 7 納米工藝生產(chǎn)，而且就在下半年亮相，同時(shí)蘋(píng)果的 A12 目前似乎已經(jīng)開(kāi)始試產(chǎn)，這些臺(tái)積電代工的 7 納米芯片，均有可能比三星更早進(jìn)入市場(chǎng)。

其實(shí)，上邊提到的這些工藝制程技術(shù)對(duì)于一般手機(jī)用戶(hù)并不意味著什么，三星只是告訴我們現(xiàn)有的工藝技術(shù)可能還會(huì)延續(xù)幾代產(chǎn)品，而對(duì)于未來(lái)更先進(jìn)更小的工藝制程，則可能需要一些新的技術(shù)。那么，這些新的工藝制程又何時(shí)問(wèn)世呢？如果三星的線路圖不變的話，三星會(huì)在 2019 年生產(chǎn) 5 納米芯片，2020 年生產(chǎn) 4 納米芯片，2021 年生產(chǎn) 3 納米芯片。