三星上半年量產首代 3 奈米 GAA 技術製程,第二代製程研發中

作者 | 發布日期 2022 年 02 月 09 日 11:45 | 分類 IC 設計 , Samsung , 晶圓 Telegram share ! follow us in feedly


南韓三星發表最新財報時也宣布,計劃 2022 下半年商業化生產全球首創的閘極全環電晶體(Gate-All-Around,GAA)技術晶片。新製程技術與代工龍頭台積電 5 奈米節點鰭式場效電晶體 (FinFET) 技術相比,有電晶體密度的優勢。

三星代工市場戰略團隊負責人 Moonsoo Kang 表示,2022 上半年第一代 GAA 技術,就是 3GAAE 製程技術將量產,到了下半年開始商業化生產。三星將繼續照計畫開發第二代 GAA 技術,也就是 3GAAP(3nm Gate-All-Around Plus),時間點與三星 2021 年 6 月宣布的時程大致相同。

三星 3 奈米製程技術預計有兩種型號 3GAAE 和 3GAAP,基於奈米片結構設計,鰭中有多個橫向帶狀線。此奈米片設計被研究機構 IMEC 當成 FinFET 後續產品而有大量討論,並由 IBM 與三星和格羅方德 (Globalfoundries) 合作研究。三星執行副總裁兼代工銷售和行銷主管 Charlie Bae 表示,將 GAA 結構用於三星下一代製程節點,使三星率先打開新智慧網路世界,也加強三星技術領先地位。

照技術人員的觀點,GAA 技術晶片,在電晶體能提供比 FinFET 技術有更好靜電特性,滿足某些柵極寬度的需求,這主要表現在增強同等晶片尺寸結構下 GAA 溝道控制能力,讓晶片尺寸有更微縮的可能性。對比傳統 FinFET 溝道僅三面被柵極包圍,GAA 以奈米線溝道設計使溝道整個外輪廓都被柵極完全包覆,代表柵極對溝道的控制性能更好。

三星研究人員將全環柵(GAA)電晶體設計的 3 奈米 CMOS 技術稱為多橋通道(MBC)架構,奈米片(nanosheets)水準層製成的溝道完全被柵極結構包圍。三星表示技術有高度可製造性,因利用三星現有約 90% 的 FinFET 製造技術,只需少量修改過的光罩。此技術有出色的柵極可控性,比同樣三星 FinFET 技術高 31%,且因奈米片通道寬度可透過直接圖像化改變,讓設計有更高靈活性。

面對三星 3 奈米製程搶先採用 GAA 技術,台積電 Gate-all-around FETs (GAAFET) 研發仍是發展藍圖的一部分。台積電先前傳出預計「後 N3」製程技術也就是可能 N2 製程節點使用。有市場人士認為,台積電處於下一代材料和製程技術的發展階段,新材料和製程技術會在未來多年使用。

台積電曾指出,對先進 CMOS 邏輯,3 奈米和 2 奈米 CMOS 製程節點順利進行。台積電還加強前瞻性研發,重點放在 2 奈米以外節點及 3D 電晶體、新記憶體和 low-R interconnect 等領域,有望為許多技術平台奠定發展基礎。值得注意的是,台積電正在擴大 Fab 12 研發營運能力,研究開發 N3、N2 和更高階製程節點。

(首圖來源:shutterstock)