三星电子3nm制程将在今年上半年进入投产

新闻资讯 | 2023-12-14 02:10

　　三星电子3nm制程将在今年上半年进入投产三星电子(韩国语：삼성전자 [1] )是韩国最大的电子工业企业，同时也是三星集团旗下最大的子公司。1938年3月三星电子于韩国大邱成立，创始人是李秉喆。副会长是李在镕和权五铉，社长是崔志成，首席执行官是由权五铉、申宗钧、尹富根三位组成的联席CEO。在世界上最有名的100个商标的列表中，三星电子是唯一的一个韩国商标，是韩国民族工业的象征。 [2] 2014年11月12日消息，据国外媒体报道，三星电子已经起诉英伟达，称其侵犯了公司几项半导体相关专利以及投放相关产品的虚假广告。在2014年9月，英伟达曾将三星告上法庭。2019年10月，2019福布斯全球数字经济100强榜位列3位。

　　近日，据韩国媒体报道，三星电子劳资协议会当天发布内部公告称，劳资双方就全体员工2022年平均薪酬上调9%一事达成一致。

　　据了解，劳资协议会原本要求的加薪幅度为15%，但在双方就当前经济形势相互协调后达成上调9%的共识，这也是近十年来的最高增幅。三星电子通常在每年3月初发布薪酬谈判结果，此次例外进行了11次谈判，因此推迟了近两个月才公布最终结果。

　　根据三星电子于4月28日发布的业绩报告，公司在2022年第一季度营业利润为14.12万亿韩元(约合人民币735.26亿元)，同比增长50.5%。销售额为77.78万亿韩元，同比增长18.95%，创下单季最高纪录，超出此前市场预期。

　　尽管受到俄乌战争、新冠疫情等因素的影响，半导体行业需求依旧呈现出强势的增长势头，作为全球半导体领域龙头企业之一，三星电子的业绩也乘势而起。

　　日前，三星电子在财报中展望2022年二季度的表现时提到，“将通过在世界上首次量产3nm制程(GAA 3-nano)来提高技术领先地位”。这被外界解读为该公司将在未来几周实现3nm制程量产。而全球最大的晶圆代工厂台积电按计划要到2022年下半年才能量产3nm，在时间上落后于三星电子。

　　尽管台积电对竞争对手不予置评，但台媒《经济日报》还是为台积电“站台说线nm即将量产，但从晶体管密度、功耗等关键指标看，三星的3nm实际上与台积电的4nm及英特尔的Intel 4(原英特尔7nm)制程相当，且良率可能存在问题。

　　作为当前全球芯片代工市场的“老二”，三星电子一直希望能在晶圆代工领域超车“老大”台积电。但双方均持续投入，竞争格局近年来并无明显变化，台积电目前仍占据着全球过半份额。

　　4月底，三星电子披露了2022年一季度财报。在提到代工业务时，该公司透露，尽管一季度存在供应等问题，但需求稳定，先进制程的供应有所增长。展望第二季度，该公司表示，将通过在全球率先实现3nm制程量产来提升技术领先地位，还将通过扩大供应，争取包括美国和欧洲公司在内的全球更多客户的新订单。

　　TechSpot等国外科技媒体指出，三星这一表态代表着该公司正全力准备让使用环绕闸极技术(GAA)架构的3nm制程在今年上半年进入投产阶段，也就是在未来8周内启动量产程序。

　　在4月上旬举行的业绩会上，台积电方面透露，采用鳍式场效晶体管(FinFET)架构的3nm依原计划在下半年量产，将是下个大成长节点;2nm制程预计于2025年量产，有望业界领先。

　　据三星方面透露，相较于该公司目前采用鳍式场效晶体管(FinFET)架构的7nm制程，即将量产的3nm制程可以在0.75伏特以下的低电压环境工作，使整体耗电量降低50%，效能提升30%，芯片体积减少45%。

　　三星电子自2018年以来首次超越英特尔重回第一，尽管领先优势还不到1%，该公司在2021年的收入增长了28%。英特尔的收入下降了0.3%，市场份额为12.2%，相较于三星的12.3%。在排名前十的半导体厂商中，2021年内增长最快的是AMD和联发科技，两家公司在2021年分别增长了68.6%和60.2%。

　　三星上周四表示，它有望在本季度(即未来几周内)使用其 3GAE (早期 3 纳米级栅极全能)制造工艺开始大批量生产。该公告不仅标志着业界首个3nm级制造技术，也是第一个使用环栅场效应晶体管(GAAFET)的节点。

　　三星代工的 3GAE 工艺技术是该公司首个使用 GAA 晶体管的工艺，三星官方将其称为多桥沟道场效应晶体管 (MBCFET)。

　　三星大约在三年前正式推出了其 3GAE 和 3GAP 节点。三星表示，该工艺将实现 30% 的性能提升、50% 的功耗降低以及高达 80% 的晶体管密度(包括逻辑和 SRAM 晶体管的混合)。不过，三星的性能和功耗的实际组合将如何发挥作用还有待观察。

　　理论上，与目前使用的 FinFET 相比，GAAFET 具有许多优势。在 GAA 晶体管中，沟道是水平的并且被栅极包围。GAA 沟道是使用外延和选择性材料去除形成的，这允许设计人员通过调整晶体管通道的宽度来精确调整它们。通过更宽的沟道获得高性能，通过更窄的沟道获得低功耗。这种精度大大降低了晶体管泄漏电流(即降低功耗)以及晶体管性能可变性(假设一切正常)，这意味着更快的产品交付时间、上市时间和更高的产量。此外，根据应用材料公司最近的一份报告，GAAFET 有望将cell面积减少 20% 至 30% 。

　　说到应用，它最近推出的用于形成栅极氧化物叠层的高真空系统 IMS(集成材料解决方案)系统旨在解决 GAA 晶体管制造的主要挑战，即沟道之间的空间非常薄以及沉积多晶硅的必要性。在很短的时间内在沟道周围形成层栅氧化层和金属栅叠层。应用材料公司的新型 AMS 工具可以使用原子层沉积 (ALD)、热步骤和等离子体处理步骤沉积仅 1.5 埃厚的栅极氧化物。高度集成的机器还执行所有必要的计量步骤。

　　三星的 3GAE 是一种“早期”的 3nm 级制造技术，3GAE 将主要由三星 LSI(三星的芯片开发部门)以及可能一两个 SF 的其他 alpha 客户使用。请记住，三星的 LSI 和 SF 的其他早期客户倾向于大批量制造芯片，预计 3GAE 技术将得到相当广泛的应用，前提是这些产品的产量和性能符合预期。

　　过渡到全新的晶体管结构通常是一种风险，因为它涉及全新的制造工艺以及全新的工具。其他挑战是所有新节点引入并由新的电子设计自动化 (EDA) 软件解决的新布局方法、布局规划规则和布线规则。最后，芯片设计人员需要开发全新的 IP，价格昂贵。

　　据外媒Phonearena报道，三星代工厂是仅次于巨头台积电的全球第二大独立代工厂。换句话说，除了制造自己设计的 Exynos 芯片外，三星还根据高通等代工厂客户的第三方公司提交的设计来制造芯片。

　　在电子产品中最重要的设计工作是电路设计。电路可分为两类：功能电路和保护电路。功能电路（如电源电路、振荡器电路、A/D变换电路等）是用来实现电子产品各种功能的；而保护电路（过流保护电路、过压保护电路及过流、过压保护电路）是用来保护功能电路，以实现电子产品的安全性、可靠性及耐用性的。近年来，便携式电子产品发展迅速，如MP3、MP4、PMP、DVD、数码相机及摄像机，笔记本电脑、上网本（一种小型笔记本电脑）和智能手机等。这些便携式电子产品的主要特点是功能多、电路复杂、工作频率高、频带宽、信号传输率高，并且体积小（全部采用SMD元器件），这对电路保护提出了更高的设计要求。在手机、笔记本电脑一类便携式电子产品中，由于其工作频率高、

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