台积电2nm芯片研发重大突破!三星和Intel慌了?

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Toutiao
最新回复:2020年7月24日 9点52分 PT
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新智元

【新智元导读】据报道,台积电冲刺先进制程,在 2nm 研发有重大突破,已成功找到路径,将切入环绕式栅极技术 (gate-all-around,简称 GAA)。

尽管5nm刚实现量产不久,台积电和三星就开始瞄准更先进的制程。

据报道,台积电在2nm研发有重大突破,将切入环绕式栅极技术 (gate-all-around,简称 GAA)技术。

台积电在先进制程方面可谓是一骑绝尘。前几天刚刚宣布其3nm制程预计2021年风险量产,2022年下半年量产。近日又传出2nm研发的重大突破!

报道还总结了台积电近年来整个先进制程的布局。业界估计,台积电2nm将在2023至2024推出。

       

GAA技术给摩尔定律续命,胡正明团队的FinFET到瓶颈了?

报道中的另外一个重点是,此番台积电将切入GAA技术,而在此前之前还宣布台积电在3nm节点将继续使用FinFET工艺。

FinFET工艺全称Fin Field-Effect Transistor,中文名叫鳍式场效应晶体管。FinFET命名根据晶体管的形状与鱼鳍的相似性。

       

       

随着技术的不断演进,工艺节点制程也在不断突破极限。

在现在广泛使用的FinEFT技术提出之前,根据摩尔定律,芯片的工艺节点制程的极限是35nm。

提到FinEFT技术,就不得不提到一个人,那就加州大学伯克利分校的胡正明教授,他可是被称作是拯救了摩尔定律的男人。

FinEFT工艺由胡正明团队率先提出并研发成功,当时预测该晶体管器件能够使工艺节点继续发展到20nm以下,这一预测在今天已经得到了验证。

胡正明

在2011年初,英特尔推出了商业化的FinFEt,他们在22nm的第三代酷睿处理器上第一次使用FinFET工艺。台积电等主要半导体代工企业也已经开始陆续推出自己的 FinFEt。从2012年起, FinFet已经开始向20mm节点和14nm节点推进。

并且,依托FinEFT技术,芯片工艺节点制程已经发展到7nm,5nm甚至是3nm,也遇到了瓶颈。FinFET 本身的尺寸已经缩小至极限后,无论是鳍片距离、短沟道效应、还是漏电和材料极限也使得晶体管制造变得岌岌可危,甚至物理结构都无法完成。

于是比FinEFT提出要早上10年的GAA又重新进入了人们的视野。

FinFET工艺实质上就是在原有的平面上晶体管架构基础上增加了一个栅极,这样可以让尺寸很小的晶体管减少漏电。因为大部分的漏电是来自于沟道下方的流通区域,也就是短沟道效应。

               

全环绕栅(gate-all-around)是FinFET技术的演进,可以用来抑制短沟道效应的技术。

事实上,GAA也只是一个技术代称,台积电的GAA逻辑制程跟三星电子GAA肯定有所不同,台积电此举大概是告诉大家,FinFET的极限就是3nm了,之后要用GAA概念去量产2nm。

2nm市场,台积电三星「剑拔弩张」,Intel「笑看风云」

台积电和三星电子的技术转变其实是给GAA正名:GAA确实是之后芯片的发展趋势。 

台积电和三星在芯片制程上的方向是类似的。三星前段时间率先宣布在3nm导入GAA技术,并「大放厥词」:2030年要超过台积电,取得全球逻辑芯片代工龙头地位。这也算是为两家企业2-3nm制程的市场之战吹响了号角。

       

 

     台积电宣布在2nm制程中引入GAA也算是对三星「宣战」的回应。除了和三星的「明争暗斗」,此次2nm研发决策还和台积电的经营状况有关。 

台积电的营收成绩逐步走高。尽管华为订单「悬而未决」,但根据台积电官网7月10日消息,台积电6月净收入约为287.5亿人民币(1208.8亿新台币),较2019年6月增长了40.8%。这也是自1999年以来,台积电月度营收首次超过1200亿新台币,创下历史新高。

 台积电近三年都拿出了营收费用的8%-9%来用于研发。营收的增多,也意味着研发费用的增多。因此,营收上涨也代表台积电在技术革新方面「烧钱」更猛了。

 尽管台积电和三星在2nm-3nm市场「剑拔弩张」,但是Intel却毫不在乎——Intel的发展理念和这两位还是有很多不同。

 比起冲击新的制程,Intel依然坚守14nm。知乎用户@Castor 就表扬Intel对14nm的「专情」。  

      

     Intel在14nm优化的道路上可谓是越走越长,至今已经六年有余。常有网友调侃说Intel的终极目标是14nm++++++。当然也有不少Intel的拥护者,知乎用户@天青色水玉 就这样夸赞Intel: 

         

   Intel在制程上并不是没有做出努力。其实Intel现在也有10nm的产品,但是主流还是14nm,主要是10nm的步子迈大了,整体质量都没有起来。

 另一方面,Intel的先进制程是给自家CPU用的,因此量产和代工量这方面,相较台积电,考虑的少一些。Intel是是强调频率的,10nm成本高且跑高频方面比不过自家成熟的14nm++,所以14nm只能继续挑大梁了。

2nm风云后的芯片市场:几家欢喜几家愁

说到台积电不得不提华为。据悉,台积电将从9月15日开始对华为断供。

断供如果是第一打击,那么2nm芯片制程工艺让华为芯片雪上加霜。如果没有了先进制程工艺的加持,「麒麟」的性能将寸步难行,很难再与高通「骁龙」,三星「猎户座」等竞品相提并论。手机游戏与软件的发展对手机性能的要求逐步提高,如果华为不关注芯片制程和性能,那么未来发展将会受到局限。

       

     

 

除了华为,中芯国际的压力也陡然增大。中芯国际今年实现了14nm 的量产,与目前已经实现量产的5nm工艺还有三个代差。尽管中芯国际被「寄予厚望」,但能否不负众望还未可知。

知乎用户@超级吐槽段子手 就这样说道:

             

AMD作为台积电的客户当然是开心的,台积电的制程进步很大概率上意味着它能够为AMD提供更好的产品。三星和台积电的竞争现今也是良性的,两者你追我赶的架势其实也促进了技术的发展。Intel素来对芯片制程的进步态度暧昧,对此可能并没有什么波澜。

当然对于是否有必要做2nm的讨论颇多,毕竟Intel就是一个很好的例子。知乎网友@少年珂神酷就指出,现今的体验已经很好了,这种制程进步不一定必要。

             

制程的进步是否重要还是取决于性能。从现在的角度来看,如果GAA技术的方向是对的,那么我们有理由相信,未来,三星和台积电将在2-3nm制程给我们带来更多的惊喜。

参考链接:https://www.zhihu.com/question/406643900。

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DLGJZD
1 楼
大陆是几个纳米?
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wang0773
2 楼
一群狗粮,不看大环境就知道无脑开喷。20年前中国军力也不行,现在还不是吓的狗粮瑟瑟发抖。芯片产业需要时间发展,中芯国际已经做的不错了
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john86
3 楼
云计算 也需要芯片性能,但是可以争取发展的时间。
w
wushang
4 楼
台积电神助攻AMD,英特尔还有的苦日子过
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yescooling
5 楼
: 大陆让你们狗粮 无可奈何的纳米 继续做狗吃屎吧你
杀死笔尔
6 楼
: 华为鸿蒙都已经应用了,你不知道?中国都是吹,那美国急什么?你绑架孟晚舟干嘛?说话不动脑子,真费劲
莫跑,朕要你
7 楼
国防能防住导弹,能挡住洪水吗?能喂饱老百姓吗?以前是没有枪就要挨打,现在战争还用子弹吗?民生问题才是最重要的
杀死笔尔
8 楼
你说的不对,军事上没有直观价值,提升几纳秒意义不大,而且军事设备也不考虑体积问题,唯一有价值的是移动终端,手机,但价值也没有那么大,因为技术到一定层次,基本满溢了,所以芯片再高端,对整体性能提升没有决定性的差异了,而整体技术配合更加有意义,
杀死笔尔
9 楼
你说的赵家是什么意思
莫跑,朕要你
10 楼
高手过招,一秒就是天与地的距离。比如运用到自动驾驶汽车,如果遇到紧急情况,慢了0.1秒刹车的话,那就是车毁人亡的结果。
b
bombe
11 楼
台湾几个纳米,我忘了。
莫跑,朕要你
12 楼
所以,当年烧圆明园的洋人,老百姓当时恨吗?不恨,还帮人家一起运。为什么?又不是我们家的,我还有好处拿。爱国和爱政府是两回事儿。五毛不懂,离开了这个党,换了新的党,该他们的五毛不会少的。
m
mmuummuu
13 楼
绑架派你去的
莫跑,朕要你
14 楼
所以,当年烧圆明园的洋人,老百姓当时恨吗?不恨,还帮人家一起运。为什么?又不是我们家的,我还有好处拿。爱国和爱政府是两回事儿。五毛不懂,离开了这个党,换了新的党,该他们的五毛不会少的。
m
mmuummuu
15 楼
这嫉妒的眼红了
苏小洋
16 楼
祖国任重道远 砥砺前行 加大投资 主权在手
莫跑,朕要你
17 楼
14亿人的大国,有良好口碑的企业,有吗?有不靠关系上台的官员,有吗?有不靠编凑论文评先进的导师,有吗?有不靠做假账上市的公司,有吗?有能让老百姓了解政府运作的,有吗?
莫跑,朕要你
18 楼
党说绑架,你就信?商业诈骗罪,你懂吗?哦,对了,报警的是HSBC。不是美国人。
莫跑,朕要你
19 楼
党说绑架,你就信?商业诈骗罪,你懂吗?哦,对了,报警的是HSBC。不是美国人。
a
anferneefeng
20 楼
台式机cpu真的不是越小越好。手机cpu制造工艺确实是越小越好是因为同样单元面积可以放更多晶体管进去,性能高,发热量小,节约电。台式机,笔记本服务器的cpu英格尔的14纳米工艺酷睿处理器还是吊打amd 7纳米工艺,台积电代工的zen2架构的锐龙处理器。台式机cpu做大点,稍微多耗点电,发热稍微大点都没关系,都可以解决,关键是架构和设计要好。
对不起我是警察
21 楼
呵呵 台积电还得用荷兰光刻机呢
a
anferneefeng
22 楼
说到重点了,用asml的euv光刻机
史前巨混
23 楼
这就是老中现在的战略,有了5G+云,手持设备的性能不用强,一下把单片芯片性能的重要性拉下来。
莫跑,朕要你
24 楼
手机性能差一截,网速再快也没有任何用处啊。就好像国产汽车性能一样,15万公里就报废,你给他装20万公里耐磨轮胎有毛用啊。
c
chinapope
25 楼
台积电要被中美韩日联合制裁了。。。不信等着瞧。
史前巨混
26 楼
: 5G+云下手机就是个显示的作用,不用强性能,你的比喻表面你不懂云是啥
c
chinapope
27 楼
你是门外汗,普通电子设备的现在性能瓶颈在IO,CPU性能有富裕。
再多说就抽你
28 楼
留园上狗粮马甲越来越多了。随着今年的事多,狗狗们都开始三班倒了。老ID新马甲一块上阵。好好干,估计热屎也吃不了几天了。
c
chinapope
29 楼
ta就是个台喷子。 台积电一个芯片制造工厂,只要中美正式脱钩,要搞死它分分钟的事。
l
liebsh
30 楼
台积电看来不是单纯的代工了, 人家也有自己的核心技术。 华为之前只做所谓的高端芯片设计,根本不把芯片制造放在眼里。看来又失算了!
c
chinapope
31 楼
现在系统性能瓶颈在 IO,包括内存带宽和网络带宽。CPU早就性能有富裕。先进制程的优势就是能耗低,虽然这也很重要,但电费和散热是可以从外部来解决的问题。
n
nbck2013
32 楼
南宋的赵家皇帝。指政府高层官员。
p
pig911
33 楼
毛病,有本事将机器送进来,过个几年,看看怎么样………
p
pig911
34 楼
西方财团回馈社会,真他妈吐了…… 中共起码将中国领进前五了……
p
pig911
35 楼
我就不知道你想要的层次,偷换概念而已。美国就真的都是好口碑的公司,上市公司的帐目都是真的👎普通老百姓都知道政府运作?美国官员有多少都是政党分配?导师的论文都是自己搞的…………真心吐了,这社会就是食物链,大吃小不是很正常吗,还得去比较怎么被吃,才不会痛苦,真恶心死恶心他妈……
d
dudulac
36 楼
现在台积电绝对一骑绝尘!想赶上,好好想想怎么才能吸引高级人才吧!就目前的制度,环境,一下走90个科技人才....哎真为你们着急
T
Tyraelee
37 楼
: 哥们,技术人员全在台湾,拿了积电闷住技术人员,机器就能开工了! 反正3纳米一下基本10年内突破不了了,这是硅基芯片的瓶颈。拿着机器就生产,占着台湾看你美爹咋办!哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
白萝卜
38 楼
笔记本吊打AMD?了解一下4800H?
白萝卜
39 楼
你以为都是你们蓝翔的挖掘机,培训半天就能开?
C
Cup3
40 楼
那不等于给了华为一堆垃圾?
e
execom
41 楼
华为虽然机关算尽,连系统都做起来了,就是没有搞芯片,希望华为不要死于芯片。整个中国芯片水平都不行。以前的拿来主义后遗症很厉害啊
杀死笔尔
42 楼
: 哦,明白了,说实话,真不太懂
杀死笔尔
43 楼
门外汉啊,芯片大小和性能反应美国直接关系,7纳米不一定就比14纳米强,应该说14纳米成熟度更高,追求体积和功耗,只有终端,速度上没区别,体积大点就速度慢了?那不是火车,没惯性,相反,体积大的芯片,安全性能上更加稳定
杀死笔尔
44 楼
: 不是党说,党没说绑架,是台湾媒体说的,我就是从那看见的这些讯息
杀死笔尔
45 楼
另外,范谁的罪?违谁的法?还商业诈骗,你可真是脑补,长臂管辖罢了,要按着这个逻辑,川普,蓬佩奥,纳瓦罗都犯罪啊,他违反了反分裂法,和国安法,有机会得抓,找个时候引渡
b
byronliu
46 楼
不保护知识产权没有机构愿意真正投钱到芯片行业! 参考无人驾驶行业,百度无人车疯狂烧钱四五年,刚做出来点儿样子,核心员工不是被挖就是创业。号称数月做出了更好的系统! 这是明抢啊! 中国人迟早把自己玩死!
X
XXyourOO
47 楼
必须立刻解放台湾!😍
w
wushang
48 楼
牙膏厂挤性能可真是有口皆碑,性价比更是惨不忍睹。一个令人发指的勾当是直接连内存的频率都锁了,就是为了逼发烧友多掏钱。市占率节节败退就是最好的明证。另外AMD GPU也爆发了,集成卡性能直逼低端独立卡,英特尔做得连灰都吃不到。
w
wushang
49 楼
英特尔制程落后是全面性的,线宽一样也功耗不如台积电,因为人家的客户都极致追求低功耗,一堆全球一线公司帮台积电提升工艺,英特尔一不努力就落后。
美籍評論員
50 楼
芯片能做到2nm將會改變全球的遊戲規則。 想想看,某國的特工使用了機器蚊子或機器蜜蜂來作為攻擊敵人的武器那是多麼的可怕!機器蚊子的口器內裝滿了劇毒物質,刺進人體皮膚後即刻釋放劇毒物質,幾秒鐘內敵人就被毒死了。。。
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wushang
51 楼
: 英特尔来打脸了,才出大新闻说英特尔考虑放弃芯片制造。