Samsung 3nm 製程計劃投產 超低功耗晶片新時代

| 朱力恒 | 03-01-2020 20:54 |
Samsung 3nm 製程計劃投產  超低功耗晶片新時代

Samsung 宣佈計劃 2030 年前投產 3nm 製程的矽晶圓盤 (Silicon Wafer),屆時市場上的 DRAM 記憶體、NAND Flash 快閃記憶體,以至 Samsung 自家 Exynos 系列手機處理器,將達到超低功耗時代。技術重點是 Samsung 自家 GAAFET (Gate All Around FET) 晶片技術,取代現時 FinFET (Fin field-effect FET),在更小空間下,1 條通道 (Channel) 能讓更多閘極 (Gate) 通過。

  • 2030 年前量產 3nm 晶片
  • 改良電晶體及電路結構
  • 投資額高達 1,118.5 億美元

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製程單位數值愈細,代表晶片內部電晶體佈線,結構可以造得愈複雜。現時 Samsung (三星) 與 TSMC (台積電) 均有能力生產 7nm EUVL 製程的晶片,雙方也計劃發展 5nm,然而 Samsung 已明確計劃生產 3nm 晶片,目標是 2030 年前。晶片內部佈線,其實仿如建築物的間格,垂直的「牆」稱為 Gate (閘極);穿過 Gate 的「鋼筋」線路,則稱為 Channel (通道)。

現時 7nm 及 FinFET 技術下,Gate 造得較高,左側、頂端、右側共 3 個表面,能與 Gate 接觸。但未來 3nm 及 GAAFET 技術下,Channel 將大幅縮小,讓可多達 3 條直接貫穿 Gate。由於每條 Channel 的橫切面積是呈長方形,有 4 個表面;3 條 Gate 便等於 12 個表面,能與 Gate 接觸,大幅提高晶片內部線路的使用效率,而且能承受 30GHz 級數超高時脈。

Samsung 表示將投資 1,118.5 億美元,在南韓建設 3nm GAAFET 矽晶圓盤生產廠房。雖然要 2030 至 2031 年,才開始有 3nm 晶片產品,但其實與用家息息相關。屆時 DRAM、NAND Flash、手機處理器、電腦平台 GPU 等,若以 3nm GAAFET 製程,晶片體積將極細小,電晶體 (Transistors) 數量大幅提高,令容量或效能均能大幅加強,但功耗卻極低。

Samsung 3nm 製程計劃投產  超低功耗晶片新時代
完成生產的矽晶圓盤,每一小片鐳射反光體,切割出來後便是一顆晶片。

Samsung 3nm 製程計劃投產  超低功耗晶片新時代
GAAFET (右一),3 條 Channel (灰色) 可通過垂直的 Gate (紫色)。

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Source:ezone.hk、Wccftech

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