2納米晶片獲重大突破,臺積電一騎絕塵!晶片製程的極限究竟在哪

2020-09-22 肥波不想玩手機

據臺媒透露,有別於3nm與5nm採用鰭式場效電晶體架構,臺積電2nm改採全新的多橋通道場效電晶體架構,研發進度超前。



根據臺積電近年來整個先進位程的布局,業界估計,臺積電2nm將在2023下半年推出。

而對於3納米的晶片,臺積電計劃在2021年上半年進行試產。在2022年上半年預計能夠做到量產。觀如今的三星,依舊3納米遙遙無期,不得不說,臺積電作為第一家官宣2nm工藝的公司,研發進度十分超前,臺積電再次狠狠的甩開了其他公司。


幾十年來,半導體行業進步的背後存在著一條金科玉律,即摩爾定律。

摩爾定律表明:每隔 18~24 個月,集成電路上可容納的元器件數目便會增加一倍,晶片的性能也會隨之翻一番。

十年前就有人預測摩爾定律會止步5納米,然而如今2納米晶片都快量產了,摩爾定律的極限究竟在哪裡,耐人尋味。

而且今年臺積電預計在研發方面資本輸出150億美元左右。英特爾如今還在14納米精耕細作,卻和臺積電的差距不斷拉大。

臺積電一騎絕塵

能夠和臺積電匹敵的幾乎只有三星了,然而三星現在還沒有做到5納米晶片的量產。



對於臺積電,5納米晶片預計在今年第四季度達到兩萬片一個月的產量,3納米晶片明年試產,2納米取得很大的突破。可以說,在晶片代工領域,臺積電就是最強的,而且這種趨勢至少會保持5年。

去年6月,臺積電正式宣布啟動2nm工藝的研發。

按照臺積電給出的指標顯示,2nm工藝是一個重要節點。Metal Track(金屬單元高度)和3nm一樣維持在5x,同時Gate Pitch(電晶體柵極間距)縮小到30nm,Metal Pitch(金屬間距)縮小到20nm,相比於3nm都小了23%。

以環繞式柵極技術(GAA)

臺積電2nm採用了以環繞式柵極技術(GAA)為基礎的MBCFET架構,解決FinFET因製程微縮產生電流控制漏電的物理極限問題。也就是說,以環繞式柵極技術(GAA)的出現成功替代了FinFET,把目前晶片製程的極限再次拉高。



臺積電旗下目前共有13座晶圓廠,其中6座在新竹,分別是12英寸超大晶圓的晶圓十二A廠和晶圓十二B廠,8英寸晶圓的晶圓三廠、晶圓五廠和晶圓八廠,以及6英寸晶圓的晶圓二廠。

除了6座晶圓廠,臺積電旗下的4座封測工廠中,先進封測一廠也在新竹科學園區。

摩爾定律或許沒有極限

摩爾定律的極限一次又一次的被打破,在30納米時有FinFET技術,如今3納米臺積電推出了以環繞式柵極技術(GAA),晶片製程的極限究竟在哪裡未可知!

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  • 8000餘名工程師攻堅2nm工藝,臺積電意欲突破晶片製程極限
    工藝製程水平的高低決定了晶片的性能,目前,世界上最先進且已實現量產的製程工藝當屬臺積電的5nm工藝,但臺積電明顯不滿足止步於5nm工藝,據悉,臺積電已啟動8000餘名工程師全力布局2nm工藝的研製,以維持其在晶片代工領域的霸主地位。
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    工藝製程水平的高低決定了晶片的性能,目前,世界上最先進且已實現量產的製程工藝當屬臺積電的5nm工藝,但臺積電明顯不滿足止步於5nm工藝,據悉,臺積電已啟動8000餘名工程師全力布局2nm工藝的研製,以維持其在晶片代工領域的霸主地位。那麼2nm是否會是晶片製程工藝的物理極限嗎?
  • 為何英特爾困於7納米晶片,而臺積電卻能突破物理極限?
    也就是說,由於半導體材料的限制,摩爾定律的終點就是7nm晶片。從這方面來看,英特爾遲遲不能突破7nm工藝似乎在情理之中。不過,同為世界知名的晶片巨頭,臺積電卻能生產出5nm的晶片,並且還公布了3nm以及2nm晶片的試產計劃。這樣看來,摩爾定律依然在生效,因為臺積電的計劃是按照大約兩年的間隔來制定的,而且所謂的物理極限在臺積電面前也不存在。
  • 臺積電2nm晶片技術突破,2024年或量產
    臺積電董事長劉德音也表示,計劃擴建工廠提升2nm晶片的產能。據最新報導,臺積電在2nm晶片技術上取得了重大突破,雖然目前尚未透露具體細節。但有消息稱,2nm工藝有望在2023年下半年進行風險性實驗,並於2024年進入量產階段。臺積電還表示,2nm的突破將再次拉大與競爭對手的差距,並繼續推進1nm工藝的研發。
  • 臺積電加速投資擴產:明年試產3納米製程晶片,已規劃2納米製程產線
    在先進位程進度方面,臺積電均取得重要進展。魏哲家表示,自2018年4月開始量產7納米製程晶片兩年時間裡,臺積電已達到出貨10億顆7納米製程晶片的裡程碑。以5納米為基礎,臺積電也進一步拓展4納米製程,4納米在速度、功耗、邏輯密度上,都更加先進,預計2021年第4季試產,目標2022年量產,同樣較日前股東會提到的2023年量產時程提前。對於更先進的3納米製程。
  • 臺積電加速投資擴產:明年試產3納米製程晶片,已規劃2納米製程產線
    魏哲家表示,自2018年4月開始量產7納米製程晶片兩年時間裡,臺積電已達到出貨10億顆7納米製程晶片的裡程碑。5納米製程是臺積電當前最先進的製程技術,已進入量產階段,臺積電計劃努力擴產。預計3納米將於2021年進行試產,2022下半年進入量產,繼續維持技術領先。同時,臺積電也正在與客戶密切合作,定義3納米之後下個主要節點的規格進度。先進位程的領先確立了臺積電在晶片代工行業的絕對優勢並支撐其營收。根據財報,臺積電二季度主要的收入來自7納米產線,佔比達36%,為史上最高位。今年秋季,臺積電的5納米晶片將上市,被部分5G智慧型手機和其他設備所採用。
  • 八千名工程技術人員攻堅2納米工藝,臺積電意欲突破晶片製造極限
    工藝流程水準的高低決定了晶片的性能,現階段,世界上最好的和已完成批量生產的工藝流程當屬臺積電的5 nm工藝流程,但臺積電明顯不適合停止5 nm工藝流程,據了解,臺積電已啟動8000多名技術工程師全力合理布局2 nm工藝流程的研發,以維持其在晶片代工製造行業的領先地位。難道2納米就是晶片加工工藝的物理極限麼?
  • 為何臺積電能突破7納米極限,生產出5納米晶片?
    也就是說,由於半導體材料的限制,摩爾定律的終點就是7nm晶片。從這方面來看,英特爾遲遲不能突破7nm工藝似乎在情理之中。不過,同為世界知名的晶片巨頭,臺積電卻能生產出5nm的晶片,並且還公布了3nm以及2nm晶片的試產計劃。這樣看來,摩爾定律依然在生效,因為臺積電的計劃是按照大約兩年的間隔來制定的,而且所謂的物理極限在臺積電面前也不存在。
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    今年5月15日,美國商務部冒天下之大不韙再次對華為升級了打壓與制裁,導致華為在晶片代工領域面臨嚴峻的形勢,一直以來為華為高端晶片代工的臺積電也在9月14日之後停止了對華為晶片的一切代工,臺積電作為全球最先進的代工巨頭,其實力一直在業界保持領先,其納米製程工藝可以說一直在精進演化當中,雖然其中韓國三星晶片巨頭期間宣布在3nm領域實現突破,但是並沒有真正實現量產以前,這一切都僅僅停留在理論之上
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