三星公开新工艺路线图消失的3GAE节点

【天极网手机频道】在FinFET逐渐走到极限之后,先进半导体工艺将在3nm节点逐渐转向GAAFET。三星在2021国产IP与定制芯片生态大会上,公开新工艺路线图,除了宣布将在2020年量产3nm GAE(gate-all-around early)外,同时披露3nm GAP(gate-all-around plus)将在2023年量产。

  有趣的是,路线图上没有了3nm GAE的身影,意味着三星GAE公可能会转向自家的LSI部门。至于路线图上没有看到GAE的情况,Anandtech在与三星取得联系后获悉,3nm GAE技术有望在2022年实现量产,但不是所有人都能够用上。

三星最早在2019年5月公布基于MBCFET晶体管结构的3GAE和3GAP节点,并承诺与7LPP相比,3GAE可提升35%的性能、减少45%的面积和降低50%的功耗。

三星还公布了3nm PDK v0.1的可用性,宣称将于2021年底开启3GAE的量产。最新消息称受多方面因素的影响,三星延期至2022年。而且三星已经在数周前完成首批3nm测试芯片的流片,并公布与新制造技术兼容的Synopsys EDA工具。AnandTech认为,使用全新晶体管制造芯片是一项艰巨的挑战。除了新的电子设计自动化(EDA)工具,厂商还需动用全新的IP,预计后续可听到更多有关这方面的消息披露。

尽管普通客户可能要等到2023年,才会用上三星的3nm制程。但三星新发布的4LPP工艺仍将于2022年满足大部分客户的需求。原因在于4LPP使用相当成熟的FinFET工艺,其面临的设计挑战比3nm GAA工艺小得多。FinFET技术方面,5LPP和4LPP节点都是路线图上的新节点,分别将于2021/2022年开启大批量制造(HVM)。

  另外,从路线图可以看到,5nm节点、4nm节点处于不同的工艺分支上,以为两者之间可能相互独立,升级的幅度值得期待。至于为何将5nm和4nm节点互相独立,可能来源于三星将4LPE视作7LPP的工艺演进,能够提供比5nm更显著的功率、性能、面积以及成本提升(简称PPAc),也可能是内部结构的大幅度改变(比如使用新材料、极紫外/EUV光刻等显著提升)。

 

编辑点评:台积电方面宣称会在明年下半年量产3nm,只是台积电第一代3nm工艺不会引入GAA,而是使用更加成熟的FinFET晶体管结构。台积电选择FinFET工艺可能会让外界认为其比较保守,但成熟的技术能够带来更好的良率、更低成本,有利于客户验证新IC设计的可靠性和可行性。

三星方面,更激进的GAAFET工艺能够吸引潜在客户,甚至能让三星实现弯道超车,从台积电手中夺回部分客户订单,拉近与台积电之间的技术差距。