2nm江湖!台积电2nm良率超80%,三星、英特尔还能翻盘吗?

原创 飙叔科技洞察 2024-06-16 18:10

当大家断言2024年世界主流大厂都将进入3nm制程工艺的时候;2nm制程的“战争”已经悄悄走来。近日,根据台媒《MoneyDJ》透露,台积电高管在2024年的技术论坛新主场声称:当前2nm节点取得了非常顺利的进展,目前为止,纳米片的转换表现已经达到90%,良品率已经在80%以上

这也意味着此前台积电所说将于2025年实现2nm芯片量产已然成为现实!那作为台积电为数不多的竞争对手,三星和英特尔进展情况如何呢?还有机会翻盘吗?

一、三星,看高通的脸色

原本三星是希望在3nm制程上打个翻身仗的,毕竟三星在3nm制程上早于台积电宣布量产。但无奈良率实在拉胯,据说刚开始只有30%左右,到今年不断改进也只有不到60%的良品率,相比台积电不到80%的良率还是有差距。

而造成这种差距的一个重要原因是:三星电子3nm制程工艺上采用了GAA(GateAllAround)晶体管架构,台积电继续沿用鳍式场效电晶体(Fin-FET)架构。

GAA和FinFET被认作是延续摩尔定律的两种技术方向,过去的先进工艺普遍采用FinFET。

三星是首次采用GAA技术,选择了一种使用通道更宽的纳米片(Nanosheet)的方式,相比通道较窄的纳米线(Nanowire)方式来说,可实现更高性能和更高能效。

但由于是首次采用在良率上一直没有很好的解决,三星也为自己的激进而付出了代价——3nm制程上完败于台积电。

现在台积电和英特尔计划从2nm工艺开始采用GAA架构,而较早引入GAA的三星能利用其率先采用GAA架构的经验,在2nm制程上获得先发优势吗?毕竟在3nm制程上已经付过学费了!

根据,三星电子今年2月16日发布新闻稿,已成功赢得日本AI巨头 Preferred Networks Inc.(PFN) 的首个 2nm 工艺 AI 芯片生产订单,在 2nm 先进芯片竞争中似乎走在台积电前面。

另外据产业链认识透露,经证实,高通已委由三星电子以2nm制程开发AP原型芯片,同时要求台积电生产2nm原型芯片;也就是说高通给予三星和台积电一次公平竞争的机会。

作为全球最大、最高端的手机芯片厂商,高通的决定或将决定了2nm竞争的走势;也就是说三星并非完全没有赶超的机会!那英特尔情况如何?

二、英特尔,曾经的王者

英特尔,曾经的王者,但在晶圆代工上似乎始终力不从心。但英特尔新任CEO基辛格上任后,重启了其晶圆代工业务。

于是,英特尔于2021年7月公布了“四年五个制程节点”计划,也就是使用四年的时间,完成Intel 7(10nm)、Intel 4(7nm)、Intel 3(5nm)、Intel 20A(2nm)、Intel 18A(1.8nm)五个制程节点,2025年重获领先性。

按计划,英特尔将于2024年上半年开始生产采用基于GAA技术的RibbonFET晶体管架构的英特尔20A(2nm)工艺,并宣布计划将生产转移到其衍生的英特尔18A(1.8nm)工艺。这个计划曾被外界认为是“不可完成的任务”,但也得到了一些第三方客户的认可。

比如,一家重要客户承诺采用Intel 18A、Intel 3,并支付了预付款,对它们在功耗、性能、面积效率等方面的优异表现满意。

ARM与英特尔签署了涉及多代前沿系统芯片设计的协议,使芯片设计公司能够利用Intel 18A开发低功耗计算系统级芯片。

瑞典电信设备商爱立信也将使用Intel 18A,打造定制化的5G系统级芯片。

并且英特尔还宣布,要在今年年底前完成安装全球首台商用高数值孔径(High-NA)EUV光刻机。

而据国外媒体报道称,英特尔CEO基辛格接受采访时表示,自家的18A制程(1.8nm)比领先台积电N2,在这块他们2年内没有对手。自信来自哪儿呢?

据英特尔CEO基辛格说,其对20A和18A充满信心,主要是因为它们采用了RibbonFET架构,即全栅极 (GAA) 晶体管和背面功率传输技术。

英特尔有了最先进的EUV光刻机,自吹技术“遥遥领先”;但对于英特尔来说一个致命的弱点:制造7nm以下先进制程芯片的经验太少了!

因此,对于这个曾经的王者,需要用结果来证明其技术的可行性,也需要用结果来证明其具有赶超台积电的能力!

三、台积电深度捆绑用户

相比于三星和英特尔,台积电是芯片先进制程的领先者;在3nm制程上,三星曾有机会赶超,但但真正实际率先落地的,还是应用于苹果iphone15 pro手机的A17pro,其是3nm制程由台积电代工也就是说,台积电在3nm制程上占据先机了。

苹果第一个吃螃蟹,其他厂商无论是主动或是被动都必须跟进。于是,高通宣布2024年发布骁龙8Gen4,将采用3nm制程联发科2024年下半年发布的天玑9400也将采用台积电3nm制程

甚至在人工智能芯片一骑绝尘的英伟达,也宣布其Blackwell架构的RTX 50系列GPU也将升级为台积电3nm工艺。

而据业内人士透露,由于工艺技术难度增加以及台积电包括后端先进封装在内的一站式服务,台积电3nm和2nm工艺的客户不太可能转移订单

同时,根据产业链最新爆料,苹果公司已率先预定台积电将于2025年量产的2nm 芯片,采用的是GAA工艺制造。消息人士进一步爆料,苹果还希望优先获得台积电更先进的1.4nm(A14)、1nm(A10)工艺初始产能。

现在又传出2nm良率超过80%,这意味着3nm以下先进制程的竞争中,台积电不仅3nm量产和应用上率先落地;而且还深度捆绑了全球最大的几个客户——苹果、台积电、高通等因此,在2nm晶圆代工的竞争中已经立于不败之地!

因此,虽然三星和英特尔都自信满满可以在2nm制程上超越台积电,但实现是在半导体代工领域依然是赢家通吃;不出意外,台积电依然会是2nm的赢家!

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