三星GAA架構3奈米領先量產

韓國三星電子6月30日正式宣布新一代環繞閘極電晶體(GAA)架構的3奈米製程進入量產階段,號稱是全球第一家3奈米進入生產的晶圓代工廠,不過市場預期三星的產能規模仍無法追上競爭對手台積電。台積電仍維持3奈米下半年進入量產預期,業界推估第四季投片規模可望超過1萬片,包括高通、蘋果、英特爾等都是主要客戶。

三星宣布開始量產GAA架構3奈米製程,但未公布首發客戶及產能規劃,外電報導客戶包括中國虛擬貨幣挖礦機晶片廠上海磐矽半導體及手機晶片大廠高通,但高通會視情況進行投片。三星指出,3奈米採用多橋通道場效電晶體(MBCFET)的GAA專利技術,突破鰭式場效電晶體(FinFET)架構性能限制,能以更高效能及更小晶片尺寸來實現更佳的功耗表現。

三星指出,與5奈米製程相較,此次量產的第一代3奈米製程,能縮小晶片尺寸面積16%、性能提升23%,功耗降低45%。至於第二代3奈米製程可縮小晶片尺寸35%、性能提高30%、功耗降低50%,預期會在2023年進入量產。三星2奈米會延續採用MBCFET技術,預計將於2025年進入量產。

不過,三星在2021年晶圓代工論壇中指出,與5奈米相較,GAA架構3奈米製程在功耗及性能及面積(PPA)所達到的優化效益,與此次宣布的第二代3奈米製程相同。業界認為,三星此次宣布量產的第一代3奈米應該尚未達到預期的製程微縮目標,2023年量產的第二代3奈米才能算是真正的完整版本。

台積電3奈米雖然延續FinFET架構,2022年下半年量產預期不變,且3奈米N3製程推出時將會是業界最先進的製程技術,具備最佳的PPA及電晶體技術。相較於上一代5奈米N5製程,N3製程邏輯密度將增加約70%,在相同功耗下速度提升10~15%,或者在相同速度下功耗降低25~30%,提供完整的平台支援智慧型手機及高效能運算(HPC)應用。