台积电第一代3nm工艺将继续使用FinFET技术

台积电将在上半年量产5nm工艺,产品包括苹果A14仿生芯片、海思麒麟1020芯片。高性能版的5nm工艺可能还需要继续等待。高通在不久前发布骁龙X60调制解调器,采用5nm工艺,虽然与三星之间的产能分配尚无定论,但最快也要到2021年开始出货。

台积电第一代3nm工艺将继续使用FinFET技术

5nm之后的下一个节点就是3nm工艺,但是随着摩尔定律的不断放缓,FinFET晶体管似乎在3nm节点时来到瓶颈。由于先进工艺上进度落后了,三星豪赌3nm工艺,将率先大规模应用GAA技术,希望通过激进的手段迅速扭转晶圆代工市场上的地位。

三星在2019年抢先公布了GAA环绕栅极晶体管,根据三星官方的说法,基于全新的GAA晶体管结构,三星通过使用纳米片设备制造出MBCFET(Multi-Bridge-ChannelFET,多桥-通道场效应管),该技术可以显著增强晶体管性能,取代FinFET晶体管技术。此外,MBCFET技术还能兼容现有的FinFET制造工艺的技术及设备,从而加速工艺开发及生产。具体来说,与现在的7nm工艺相比,3nm工艺可将核心面积减少45%,功耗降低50%,性能提升35%。

台积电第一代3nm工艺将继续使用FinFET技术

台积电也投资200亿美元建设3nm晶圆厂,但台积电方面一直没有公布3nm工艺的技术细节,其技术路线选择将对未来先进芯片的代工产生重大影响。根据最新消息,台积电在3nm节点也会跟7nm工艺一样采取两步走的策略,第一代3nm工艺还会继续改进FinFET晶体管工艺,在第二代3nm或者2nm节点才会升级到GAA晶体管技术。

台积电选择两步走的原因有两个:第一是在GAA技术上落后三星12到18个月,另外就是要在进度上赶超三星。台积电计划在2021年3月份试产3nm工艺,使用GAA技术明显来不及,所以只能继续选择FinFET工艺。

台积电4月份会有一次专门的发布会,届时会正式公布3nm工艺的技术细节。

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