台積電衝刺2nm(奈米)製程,關鍵在於GAA技術

台積電衝刺2nm(奈米)製程,關鍵在於GAA技術

台積電今年5nm製程已經進入量產階段,而市場的需求強勁再加上英特爾、三星的表現不佳,讓台積電今年大熱門。不過在晶片的路上要保持領先不容易,在今天的台積電線上技術論壇中,台積電營業組織資深副總經理秦永沛表示,位於南科的3nm廠持續興建中,緊接著,2nm將座落在新竹廠區。

當目前「晶片之王」英特爾還戀戰14nm的時候,台積電就宣佈已經製造出10億顆良率完好的7nm晶片;目前5nm晶片雖然已經量產,但產能還是很有限,還在持續提升中。而預計在明年開始,3nm製程將會進行風險量產,然後到2022年下半年量產。而業界估計,台積電2nm將在2023年至2024年推出。

秦永沛表示南科的晶圓18廠1至3期是5nm的量產基地,估計到2022年,5nm產能將較今年成長超過3倍。而18廠的4至6期,則是規劃為3nm量產基地,目前正興建中。而未來在新竹廠研發中心,將會有一個2nm的研發生產基地,估計將擁有8000名工程師。

值得注意的是,如果沒有一步步突破核心技術壁壘,那麼摩爾定律可能無法實現線性提升。比如,在如今廣泛使用的FinEFT技術提出之前,Pianar FET架構下晶片製程的極限只有35nm。

台積電3nm(奈米)、5nm製程技術還在發展,現在又要開始研發2nm的晶片了

Pianar FET架構的下一代是FinFET工藝,全稱是鰭式場效應晶體管(Fin Field-Effect Transistor),就是在原有的晶體管架構基礎上增加了一個柵極,形狀有點像魚鰭,名稱也由此而來。從誕生到現在的二十年間,FinEFT技術已經讓晶片工藝節點製程最高突破到3nm。

不過,3nm幾乎已經逼近FinFEt的極限,再往下發展,無論是鰭片距離、短溝道效應還是材料已經到達閾值,如果沒有改變架構,晶片可能連物理結構都構不成。

所以,這次台積電的2nm製程用了全環繞柵(gate-all-around,簡稱GAA)技術,作為FinFET技術的演進,這也可以用來繼續抑制短溝道效應的技術。

同樣,三星的3nm也選擇了採用GAA技術。目前主流晶片廠商包括三星、台積電、英特爾和中晶國際等,都對GAA技術表示興趣、或是已開始試產。在GAA技術的興起下,下一代高階晶片的廝殺也將拉開序幕。

 

  • 本文轉載自36kr

 

 

 

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