半導體行業競爭加劇,3nm工藝製程提前啟動

過去幾年,半導體產業風起雲湧。一方面,中國半導體異軍突起。另一方面,全球產業面臨超級週期,加上人工智能等新興應用的崛起,全球半導體行業競爭激烈。而在芯片代工市場,我們不得不說到臺積電、三星和聯發科。但目前,臺積電佔據全球晶圓代工市場大約60%的份額,在7nm工藝節點幾乎壟斷了目前所有芯片代工訂單。


半導體行業競爭加劇,3nm工藝製程提前啟動


這要歸根於臺積電的積極政策,近兩年,臺積電動作相當迅速,此前有媒體透露,臺積電將於2020年第2季初量產的5納米制程,已經獲得蘋果、華為、高通等企業的訂單。近日更是傳出其即將提前啟動3納米制程,令業界驚訝。

據悉,臺積電3納米晶圓廠原計劃於明年7月啟動,近日臺積電已經向當局發出提前啟動的訊號,預計將於年底前完成交割事宜。據TPU報道,臺積電已在中國臺灣南部科技園獲得了30公頃土地,來加快3納米晶圓廠的建設,預計在2023年開始大規模生產3nm製程的芯片。但這一消息沒有得到臺積電方面證實。

目前來看,臺積電在7納米制程技術與良率一直領先對手。據悉,6納米制程計劃在2020年第1季進入試產,第2季初量產5納米制程,而在市場預期看好5G手機、AI等需求的帶動下,高需求的態勢將持續到2021年甚至更長。


半導體行業競爭加劇,3nm工藝製程提前啟動


目前,儘管3nm工藝並非正式啟動,但臺積電表示,3nm絕不僅僅是5nm簡單的更新換代,而是會採取一種全新的工藝,同時也會使用深紫外(DUV)和極紫外(EUV)光刻設備,並且採用更多的EUV層。

目前,智能手機中芯片的主要代工都是在臺積電上,因為目前臺積電在7nm工藝上比較成熟。三星方面雖然在7nm節點上落後了臺積電,但三星表態他們的3nm工藝要早於臺積電。三星晶圓代工業務負責人Eun Seung Jung此前也表示,三星已經完成了3nm工藝技術的性能驗證,並且在進一步完善該工藝,目標是在2020年大規模量產。


半導體行業競爭加劇,3nm工藝製程提前啟動


那麼,芯片工藝從目前的7nm升級到3nm後,到底有多大提升呢?我們知道,芯片是由很多的晶體管組成的,製程多少則是代表晶體管的尺寸,比如7nm工藝則代表晶體管是7nm長的,一般來說,製程越先進,晶體管越小。

具體情況就是:當芯片面積大小相同時,製造越先進,芯片中塞進去的晶體管就越多,性能變強;而如果在同樣數量的晶體管前提下,製程越先進,則芯片面積會變小,能耗變小。但一般而言,芯片製程越先進時,芯片會朝以上兩個方向同時發展,即晶體管數會變多,同時芯片面積也會適當變小一點點,然後性能變強,能耗變小。


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