台积电:2nm芯片研发重大突破,1nm也没问题 |
珠江路在线
2020年11月6日
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一、台积电:第一家官宣2nm工艺,研发进度超前
据台湾经济日报报导,台积电2nm工艺 获得重大 打破,研发进度超前,业界看好其2023年下半年风险试产良率就 能够达到90% 。
据台媒 透露,有别于3nm与5nm采纳鳍式场效晶体管(FinFET)架构,台积电2nm改采崭新的多桥通道场效晶体管(MBCFET)架构,研发进度超前 。
据悉,台积电上一年成立了2nm专案研发团队,寻觅可行路径进行开发 。
考虑成本、 设施相容、技术成熟及 效劳 体现等多项条件,2nm采以围绕闸极(GAA)制程为 根底的MBCFET架构,解决FinFET因制程微缩产生电流操纵漏电的物理极限问题 。
极紫外光(EUV)微显影技术的 晋升,使台积电研发多年的纳米片(Nano Sheet) 重叠 要害技术更为成熟,良率 晋升进度较预期顺利 。
台积电此前 透露2nm研 产生产将在新竹宝山,规划P1到P4四个超大型晶圆厂,占地90多公顷 。
台积电5nm已经量产,3nm估计2022年量产,2nm研发现已经 获得重大 打破!
二、FinFET的 代替者浮现,GAA技术给摩尔定律续命
摩尔定律表明:每隔18'24 个月,集成电路上可 包容的元器件数目便会添加一倍,芯片的性能也会随之翻一番 。
但是,在摩尔定律放缓甚至失效的今日, 寰球几大半导体公司依然在拼命「厮杀」, 指望领先拿下创造工艺布局的制高点 。
从2012年起,FinFet已经开始向20mm节点和14nm节点推进 。
而且, 依附FinEFT技术,芯片工艺节点制程已经进展到7nm,5nm甚至是3nm,也遇到了瓶颈 。
而全围绕栅(GAA)是FinFET技术的演进,沟道由纳米线(nanowire)组成,其四面都被栅极围绕,从而再度 加强栅极对沟道的操纵 威力,有效削减漏电 。
与现在的7nm工艺相比,3nm工艺的具体指标 体现为:可将核心面积削减45%,功耗减低50%,性能 晋升35% 。
台积电2nm采纳的GAA(Gate-all-around,围绕闸极)或称为GAAFET,它和FinFETs有 雷同的理念,不同之处在于GAA的栅极对沟道的四面包裹,源极和漏极不再和基底接触 。
依据设计的不同,GAA也有不同的 状态,当前 比较主流的四个技术是纳米线、板片状 构造多路桥接鳍片、六角形截面纳米线、纳米环 。
三星对外介绍的GAA技术是Multi-Bridge Channel FET(MBCFET),即板片状 构造多路桥接鳍片 。
台积电同样采纳MBCFET架构 。台积电总裁魏哲家目前于玉山科技协会晚宴专讲时 透露,台积电制程每前进一个世代,客户的产品速度 效劳 晋升30%- 40%,功耗 能够减低20%-30% 。
GAA 能够带来性能和功耗的减低,但成本也十分高 。市场探究机构International Business Strategies (IBS)给出的数据显示,28nm之后芯片的成本迅速 回升 。28nm工艺的成本为0.629亿美元,5nm将暴增至4.76 亿美元 。三星称其3nm GAA 的成本可能会超过5亿美元
三、台积电:1nm芯片,没问题!
在近日的“2020世界半导体大会”上,台积电南京公司总经理罗镇球 示意,芯片制程工艺 延续推进,摩尔定律仍将 实用---3nm、2nm、1nm都没有什么太大问题 。
罗镇球 透露,2021年 能够在市面上看到3nm的产品,台积电 方案在2022年实现3nm产品的大规模量产 。
据罗镇球 透露,当前,台积电7nm工艺有超过140个产品在生产,同时,台积电还 延续投入7nm+和6nm工艺 。
公开 材料显示,台积电南京公司成立于2016年,是台积电的全资子公司,下设有一座十二英寸晶圆厂和一个设计服务 核心 。该公司上一年营收40亿元,同比增进170% 。
台积电5nm、4nm、3nm、2nm芯片最新状况如下:
① 当前,台积电5nm芯片已经进入量产阶段良率推进远远好于3年前的7nm;
② 估计4nm芯片在2021年开始正式批量生产;
③ 台积电3nm芯片,性能
能够再
晋升10-15%,功耗
能够再减低25-30% 。估计
能够看到3nm芯片产品将在2022年进入大批量生产;
④ 此外,在目前召开的“台积电技术论坛”上,台积电
透露了2nm芯片的最新布局---已经在新竹购买了土地用于建设2nm工厂和新的研发
核心,投入8000多名工程师进一步推进2nm节点研发 。