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3nm争夺战正式开打

2018-12-21
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来源:内容由半导体行业观察综合自互联网,谢谢。


昨天,台湾主管部门宣布,台积电3nm工厂环评正式通过,这个总投资规模约200亿美元的项目进入了一个新阶段。


对于3nm晶圆厂来说,除了技术研发之外,它对水电的消耗也不容忽视,特别是在大量使用EUV工艺之后,我们之前在介绍EUV光刻机时就提到过这个问题,由于EUV极其耗电,因为13.5nm的紫外光容易被吸收,导致转换效率非常低,据说只有0.02%,目前ASML的EUV光刻机输出功率是250W,工作一天就要耗电3万度,所以晶圆厂耗电量极其惊人,台积电公布的2016社会责任报告中提到耗电量总计88.5亿度。


除了耗电之外,晶圆厂在制造芯片的过程中还需要大量水源,大型晶圆厂每日用水量高达5万吨,尽管现在已经做到了80%以上的循环用水,但是总量依然惊人,所以建设半导体晶圆厂对环境方面的压力还是很大的,工艺越先进,问题就越明显。


台积电公司总裁魏哲家在月初曾表示,3纳米的技术也都已经到位,一切就等环评通过。联想到三星在早前宣布3nm提速,可以肯定地说,3nm竞争正式开打。


首先看台积电,他们的3nm晶圆厂坐落在台湾南科园区,占地28公顷,位置紧邻台积电的5nm工厂。今年8月中旬台湾环保部门已经通过了“台南科学园区二期基地开发暨原一期基地变更计画环差案”初审,昨天环差案通过审查,台积电将于2020年9月自南科管理局取得用地后,随即动土展开3纳米新厂兴建作业。


根据台积电的资料,他们的3nm项目投资超过6000亿新台币,约为194亿美元或者1347亿人民币,2020年开始建厂,2021年完成设备安装,预计2022年底到2023年初量产。


再看三星,他们在晶圆代工方面的野心昭然若揭。


该公司晶圆代工业务负责人Eun Seung Jung 日前在国际电子元件会议(IEDM)表示,三星已完成3 纳米制程技术的性能验证,正在进一步完善制程技术,目标是预计2020 年大规模量产,这时程也将超前台积电2022 年正式量产3 纳米制程技术。



全球晶圆代工市场,目前台积电一家独大,占全球晶圆代工市场约60% 市占率。不仅营收远超其他厂商,且最先进的7 纳米制程节点,几乎垄断所有芯片代工订单。据台积电表示,2018 年制造了50 多个7 纳米芯片,2019 年还有100 多个7 纳米及加强版7 纳米+ 制程订单。竞争对手三星要在7 纳米制程节点追赶台积电难度很高,所以将目光放在更先进的3 纳米制程节点。


根据三星的规划,他们将在3nm上用上GAA技术,而他们研发的产品叫做MBCFET(多桥通道场效应管),按照九月份的时候的报道,这个技术正在使用纳米层设备开发之中。


所谓GAAE/GAAP (3nm Gate-All-Around Early/Plus)Gate-All-Around就是环绕栅极,相比于现在的FinFET Tri-Gate三栅极设计,将重新设计晶体管底层结构,克服当前技术的物理、性能极限,增强栅极控制,性能大大提升。


对本土的晶圆厂来说,要追逐先进制程,那就需要花费更多的精力和时间了。


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1803期内容,欢迎关注。

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