英特爾10nm還沒量產(chǎn) 三星3nm就要來了

上周的英特爾投資者日上，英特爾方面透露了公司10nm芯片一再延期的原因，并宣稱將于2021年發(fā)布7nmGPU（詳見雷鋒網(wǎng)此前報(bào)道）。

然而，就在近日的SFF（SamsungFoundryForum）美國(guó)分會(huì)上，三星表示，該公司也將在2021年推出一款突破性的產(chǎn)品——這款產(chǎn)品基于3nmGAA（gateallaround）工藝；性能提高35%，功耗降低了50%，芯片面積縮小45%。

不過，相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)3nm的前景感到樂觀，他表示成本正在逐步下降。

3nm要靠GAA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)

幾十年來，晶體管一直是處理器的基本組成部分，而縮小晶體管的體積則是衡量芯片進(jìn)步的關(guān)鍵因素。但近年來，芯片行業(yè)一直難以克服極端小型化帶來的挑戰(zhàn)。

三星的新產(chǎn)品集成了GAA技術(shù)，能夠?qū)π酒诵木w管進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改造，使其更小更快。

其實(shí)，在早期的設(shè)計(jì)中，芯片電路中的電流一直由通道頂部的“閘門”來控制，但GAA不同——這種技術(shù)利用特定的材料將整個(gè)電流通道包裹起來，類似于一種3D結(jié)構(gòu)，比之前的“閘門”復(fù)雜得多。

一些人設(shè)想GAA晶體管通道是一種叫做納米線的小圓柱體，但是三星的設(shè)計(jì)使用了一種叫做納米片的平坦通道。

國(guó)際商業(yè)戰(zhàn)略咨詢公司的CEOHandelJones說：

三星的研究項(xiàng)目初見成效，它在GAA方面領(lǐng)先臺(tái)積電大約12個(gè)月；而英特爾可能落后三星兩到三年。三星的突破可能會(huì)超出摩爾定律的預(yù)期，進(jìn)一步讓我們的手機(jī)、手表、汽車和家居設(shè)備變得更智能。

三星代工業(yè)務(wù)營(yíng)銷副總裁RyanLee也在本次大會(huì)上表示，GAA將標(biāo)志著三星代工業(yè)務(wù)進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代；而三星的新產(chǎn)品也有望成為其與英特爾和臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng)過程中的關(guān)鍵一步。

三星3nm的工藝路線圖

在本次的SFF上，三星表示，第一批3nm芯片針對(duì)智能手機(jī)以及其他移動(dòng)設(shè)備，將于2020年進(jìn)行測(cè)試，2021年量產(chǎn)。而對(duì)于性能要求更高的芯片，如圖形處理器和數(shù)據(jù)中心的AI芯片，將于2022年到來。

英特爾和臺(tái)積電目前沒有對(duì)此事置評(píng)。

迄今為止，三星制造的芯片已經(jīng)可以使用7nm工藝；但它也沒有止步于此，仍在持續(xù)不斷地對(duì)7nm進(jìn)行改進(jìn)，將電路縮小到6nm，5nm，甚至4nm；不過，三星現(xiàn)階段的最終目標(biāo)是利用GAA技術(shù)將電路縮小到3nm。

RyanLee也對(duì)三星芯片的未來作了預(yù)測(cè)：

GAA的發(fā)展可能會(huì)讓2nm，甚至是1nm的工藝成為可能，雖然我們還不確定那會(huì)是怎樣的結(jié)構(gòu)，但我們堅(jiān)信會(huì)有這樣的技術(shù)出現(xiàn)。

不得不承認(rèn)，RyanLee的預(yù)測(cè)確實(shí)十分大膽，不過從實(shí)際情況來看，芯片制造商幾十年來一直在擔(dān)心芯片小型化過程中會(huì)遇到的障礙。

就像人們?cè)?jīng)將芯片制程從0.13微米改稱為130納米一樣，人們現(xiàn)在突破了極限；或許在將來，芯片廠商們會(huì)向更微小的單位進(jìn)軍，比如皮米（微微米）。

3nm成本可能讓人卻步

三星多年來一直在生產(chǎn)芯片，但在2017年，為了除三星電子以外的客戶，該公司將旗下的代工部門拆分為單獨(dú)的業(yè)務(wù)。因此，像高通這樣的公司開始和三星合作，并依靠三星制造了驍龍730和驍龍730G芯片。

在處理器制造的輝煌時(shí)期，新一代技術(shù)將帶來更小、更快的芯片，而不會(huì)增加功耗。如今，這三種好處很難兼得。

不過，客戶在選擇三星的3nm工藝時(shí)仍然會(huì)猶豫，因?yàn)樗苜F。就像三星的5nm芯片比目前的7nm稍貴一些一樣，3nm在定價(jià)時(shí)也會(huì)比5nm更貴。

不過，相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)3nm的前景感到樂觀，他表示成本正在逐步下降。