三星更新加工工艺进展和路线地图:新17nm、量产3nm/2nm

芯片加工巨头工艺技术竞争日趋白热化，三星紧追台积电，近日更新了全新的17nm加工工艺进展和制造3nm/2nm芯片的“路线图”以及时间节点。

10月7日消息，三星代工生产论坛2021大会上“Samsung Foundry Forum 2021” 三星就泄露了全新的加工工艺进展和路线地图。三星推出了全新的17nm工艺，并宣布将于2022年上半年量产3nm制程，更先进的2nm制程将于2025年量产。

三星晶圆代工部门总裁Choi sSi-young表示：新冠疫情加速数字化，三星的客户和伙伴将得以在适当时机提供适当技术，开发硅应用的无限潜力。“我们将全面提供制造产能，在最先进的技术方面维持领先，持续在应用层面精进技术。”  推出全新17nm工艺

在此次论坛上，三星宣布推出了全新的17LPV工艺，即Low Power Value的17nm工艺。 实际上，17LPV工艺就是28nm工艺的演进版，其融合了28nm BEOL后端工序、14nm FEOL前端工序，也就是在28nm节点的基础上，加入了14nm FinFET立体晶体管，只需不高的成本，就能享受后者的能效优势。

三星称，17LPV工艺相比传统28nm，芯片面积可缩小43%，可以带来39%的性能提升或者49%的功耗降低。 三星17LPV工艺的量产时间没有说，但三星已经宣布第一个服务对象是ISP图像信号处理器，属于三星自家的CMOS传感器产品线。 除此之外，三星正在将 17LPV 集成到其高压产品中，针对需要后端高压支持并结合逻辑改进的 DDIC/显示驱动器。 除了 17LPV，三星代工厂正在创造 14LPU（我们认为这仍然是 28nm BEOL + 14nm FEOL）或 Low Power Ultimate，用于嵌入式 MRAM 和微控制器。 此外，三星还打造了14nm LPU工艺，即Low Power Ultimate，但并未透露详情，可能也是28nm BEOL加上14nm FEOL。

2022年量产3nm

为了在半导体制程工艺上追赶上台积电，三星在3nm工艺的研发当中就率先引入了全新的GAA（Gate-all-around，环绕栅极）技术，并计划于2021年下半年领先台积电量产3nm。虽然在今年上半年，三星宣布其3nm GAA工艺已成功流片（Tape Out），但是在“Samsung Foundry Forum 2021”论坛活动上，三星表示转移到全新的GAA技术难度很高，3nm制程将推迟到2022年上半年量产。 从目前的信息来看，三星3nm的客户将包括手机芯片大厂高通、服务器芯片厂商IBM、GPU芯片厂商NVIDIA，以及三星自家的旗舰芯片。

虽然三星3nm的量产时间相比之前的规划有所延后，但是由于其率先将GAA工艺引入到了3nm当中，这也使得其3nm的性能有望领先于台积电依然基于FinFET（鳍式场效应晶体管）工艺的3nm工艺。 传统的平面晶体管（Planar FET）通过降低电压来节省功耗，然而，平面晶体管的短沟道效应限制了电压的继续降低，而FinFET的出现使得电压得以再次降低，但随着工艺的继续推进，FinFET已经不足以满足需求。于是，GAA技术应运而生。

2025年量产2nm

由于GAA技术可以复用在2nm技术当中，因此，这也使得三星后续的2nm技术研发能够事半功倍。三星在此次论坛上也首次披露，其更先进的2nm技术将会如期在2025年量产，并于2026年开始有大量基于三星2nm的产品上市。 三星表示，其2nm制程技术将使芯片性能、能效进一步提升，继续推进电子产品的小型化。

三星3nm将反超台积电，英特尔将在2nm上领先？

相比于三星在制程技术的激进，台积电则稳扎稳打，其3nm工艺将会继续采用成熟FinFET技术，并计划于2022年年中左右量产。虽然此前有传闻称台积电的3nm工艺可能也将会延迟。不过，台积电表示，“一切依时程进行”。 另外，据此前外媒的爆料显示，台积电对于更为先进的2nm工艺在2023年年底的风险试产良品率达到90%非常乐观。

据此推测，台积电的2nm工艺有望将在2024年量产。 值得注意的是，今年3月英特尔已宣布重启晶圆代工业务，并且7月的“英特尔加速创新：制程工艺和封装技术线上发布会”上，公布了英特尔工艺制程的全新命名方式（与台积电的制程工艺命名比照），并宣布在2023年下半年量产基于FinFET技术的Intel 3（相当于台积电3nm制程工艺），相比前代的Intel 4，Intel 3 每瓦性能上实现约18%的提升。同时，英特尔还将会在2024年量产基于PowerVia和RibbonFET（GAA）技术的Intel 20A（相当于台积电2nm制程工艺）。此外，英特尔还透露将会在2025年推出Intel 18A制程。

责编：editorAlice