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台积电迎来对手,全球首个3nm芯片即将量产,张忠谋担心的事出现

如孜谈生活

2022-04-30 01:11浙江

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该来的终究会来,台积电担心的事还是发生了。

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台积电第一,三星第二,这是过去对半导体市场的普遍评价。然而,随着全球首个3nm即将量产,台积电过去的优势将被打破。

台积电没想到,首个量产的3nm芯片,竟然会出自别家之手,而且该芯片还采用了全新的3GAE 工艺技术,全球半导体发展也可能因此迎来分水岭。

三星近日宣布,有望在未来几周内,实现3nm芯片的量产。不仅如此,三星也将成为全球首个,利用环栅场效应晶体管,实现高制程芯片量产的企业。

让台积电更加揪心的是,自己生产的4nm天玑9000芯片,近日又被爆出功耗高和发热问题。

台积电采用的是FinFET结构,这种结构在应对高制程工艺的芯片时,本身就有很多问题。

例如前面提到的功耗和发热问题,就是因为FinFET结构的晶体管,随着芯片尺寸的缩小,芯片内部的沟道长度变窄,使得栅极对沟道的控制能力变差,出现的漏电现象导致的。

然而,三星采用的GAA 晶体管结构,在这方面,却有着天生的优势。

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在GAA晶体管中,沟道呈现为水平状,而且会被栅极包围。再加上GAA的沟道,是利用外延和选择性材料去除形成的,研发人员可以通过调整通道的宽度,来精确的控制沟道的状态。

一般情况下,沟道越宽,对性能的提升就越明显,而沟道越窄,则更有助于降低功耗。这意味着,研发人员可以根据实际需要,更加灵活地控制沟道的宽度,并在功耗和性能之间,找到更优的平衡点。

GAA晶体管是一种全新的结构,能从芯片设计的底层,改变过去工艺可能出现的漏电现象,对提高芯片性能,和降低功耗有着双重叠加优势。

有业内人士认为,GAA结构的晶体管,有望使得芯片的尺寸,在原有的基础上,再降低25%左右,实现新的突破。

反观台积电,依旧徘徊在FinFET结构的痛点上,不能自拔。为了应对FinFET结构上劣势,台积电只能退而求其次,通过5纳米加强版N4P的3纳米,来为苹果供应下一代处理器。

台积电原以为,自己的芯片份额无人能敌,高制程工艺技术所向披靡;殊不知,全球半导体产业,已经悄然迎来一场变局。

除了三星的GAA新工艺技术,英特尔也开始在半导体技术研究上发力,有消息称,英特尔计划在2024年之前,接管全球半导体制程的领导地位。

不仅如此,英特尔还获得了阿斯麦下一代光刻机的优先供货权,这让英特尔如虎添翼。

根据阿斯麦的规划,新一代的EUV光刻机将采用高数值孔径,NA值将由过去的0.33,提升至0.55。

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NA值是评估光刻机先进程度的重要参数,NA值越高,意味着在同等大小的晶圆上,能刻蚀的电路图分辨率会更高,芯片所包含的晶体管数量也会更多。

由于台积电在芯片供货方式上,采取了区别对待,让各地区如坐针毯,包括欧美、日韩等地区,均已启动了新的半导体发展计划。

早知如此,何必当初。从技术上看,前有三星、英特尔,后有半导体新势力,从供应商上看,台积电也不再是阿斯麦的独宠,台积电的未来,又还剩下什么呢?

台积电本以为,手中有技术,未来有客户,背后还有阿斯麦的帮助,殊不知,这些优势正在逐渐丧失。

如今的半导体企业,如雨后春笋,各种新技术、新概念被提出,而且随着新材料、新工艺的出现,过去台积电老一套的技术体系,也将面临被淘汰的要风险。

要知道,台积电如今采用的技术体系,也并不完美。芯片良率上不去,设备成本高,耗电量大,这些也正在逐渐制约台积电的发展。

台积电要明白一个道理,不是台积电造就了这个时代,而是这个时代,成就了台积电。

三星3nm芯片呼之欲出,越来越的半导体新生力量,也在快速成长。包括我们自研的芯片技术,也在稳步提升,可以毫不夸张地说,半导体行业即将迎来一轮大洗牌。

虽然三星的GAA工艺,也还面临着良率低等问题,但至少解决了新工艺从无到有的过程。等待台积电的,将是一次大挑战。

芯片变局,谁胜谁负,让我们拭目以待。

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