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三星電子公佈2及3奈米GAA製程時間表 超車台積電?

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2021年10月7日

圖、三星電子公佈2及3奈米GAA製程時間表 超車台積電?
 
三星電子於2021年10月7日在其第五屆年度三星代工論壇(5th Annual Samsung Foundry Forum;SFF)上,公佈3奈米和2奈米(nm)節點製程計劃。
 
三星電子總裁兼代工業務負責人Choi Si-young表示:
  • 三星新先進奈米技術將採用GAA電晶體結構,首批基於3奈米晶片計劃於2022 年上半年開始生產,而其第二代3nm晶片預計將於2023年生產。
  • 至於,2奈米作為三星技術路線圖中的新成員,具有多橋溝道 FET(MBCFET)處於早期開發的階段,預計2025年量產。
今年論壇的主題是“增加一個維度”(Adding One More Dimension),預計為期多天的虛擬線上論壇將吸引超過2,000名全球客戶和合作夥伴,三星將分享其願景及代工業務。
 
三星表示,其獨特的GAA技術多橋通道FET(MBCFETTM)對於持續的製程技術遷移至關重要。與5奈米製程相比,三星首個採用MBCFET的3奈米GAA節點將面積減少35%,性能提高30%或功耗降低50%。除了功耗、性能和面積(PPA)的改進之外,隨著其工藝成熟度的提高,3奈米的邏輯良率正在接近與目前量產的4奈米技術相似的水準。
 
三星代工廠不斷改進其FinFET製程技術,以支持具有成本效益和特定應用競爭力的專業產品。例如,該公司引用了其17奈米FinFET節點。除了FinFET提供的內在優勢之外,該製程節點還利用3D電晶體架構。因此,與28奈米製程相比,三星17奈米FinFET的面積減少了43%,性能提高了39%或功率效率提高了49%。
 
此外,三星正在推進其14奈米,以支持3.3V高壓或快閃型嵌入式MRAM(eMRAM),從而提高寫入速度和密度,適用於微控制器單元(MCU)、物聯網和可穿戴裝置等應用。三星的8奈米射頻(RF)平台將有助於在5G半導體市場從低於6GHz擴展到毫米波應用。
 
結語

三星電子宣布2及3奈米GAA製程量產時間表,似乎與台積電互別苗投,甚至企圖超車台積電。依據台積電規劃3奈米仍採用FinFET於2022年下半年量產,而2奈米才會採用GAA架構,預計2025年量產。雖然,三星決心GAA搶先台積電推出,但良率才是利潤關鍵。根據韓媒報導 (2021.7.4),三星電子在華城園區廠最先進的 V1 線,仍存在良率難解問題,5奈米產品的良率仍低於 50%。
 
對於半導體大廠而言,製程是技術,良率是決定半導體公司能否獲利的關鍵,初期能將良率維持在八成左右已是非常困難的事情,而台積電的製程良率可以達到九成五以上,可見台灣晶圓代工的技術水準。(796字;圖1)
 

參考資料:
Samsung Electronics Unveils Plans for Migration to 2-nm and 3-nm Processes. Business Korea, 2021/10/7.
三星決心GAA搶先台積電推出 但良率是利潤關鍵。科技產業資訊室(iKnow),2021/9/1。
台積電2020技術論壇:揭露先進製程最新時程表、2奈米將落腳新竹廠。科技產業資訊室(iKnow),2020/8/25。


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