|2nm的“世界芯片大戰”，已經打響了？( 二 )
之前說了 ， 晶體管的柵極需要防漏電 。 既然防止漏電 ， 理論上應該是各個方向都不放過 。 但是FinFET是三方圍堵 ， 不是四面環繞 。 芯片做小了之后 ， 柵極也會變細變小 ， 還是很難限制電流 。
為了芯片性能提升 ， FinFET里面的鰭片數量會下降 ， 這樣的話 ， 晶體管驅動電流又會下降 ， 影響性能升級 。 簡單來說 ， “松緊帶”太細太松 ， 穿褲子的人還不敢劇烈運動 ， 因為時間長了還要“掉褲子” 。
但是三星和臺積電還是要做3nm的 ， 那就要把結構繼續升級 ， 把柵極和漏極徹底包裹住 ， 就成了全環柵晶體管（GAAFET） 。 柵極四面都裹上了 ， 可不就是“全環柵”嗎？
如果從顯微圖上看 ， 這個版本的“褲腰帶” ， 就變成了“帶扣皮帶” ， 控制能力更強 。 但是好手藝往往費人力 ， 這種晶體管要加工的是納米片 ， 細節上的工藝不好調整 。 而且由于加工精度高 ， 產品的良率也會下降 。
看到這里 ， 鐵頭也就理解為啥三星不放出3nm的具體時間表 ， 明白臺積電為啥在5nm和4nm之間糾結了 。 人在憤怒的情況下 ， 什么都可能做 ， 就是做不出來數學題 ， 還有芯片 。
不過臺積電準備的 ， 是2nm芯片 ， 納米片晶體管（MBCFET）的技術 ， 也還是要看后續的發展 。 按照魏哲家的說法 ， 臺積電的2nm著重于測試載具的設計與實作、光罩制作、以及硅試產 。
【|2nm的“世界芯片大戰”，已經打響了？】臺積電業務發展副總裁KevinZhang表示 ， CFET只是選項之一 ， 具體生產時間不確定 。 而且3nm會成為擁有大量需求的長節點 ， 對計算能效有更高要求的客戶可以率先轉向2nm 。 翻譯出來就是：這兩年臺積電的目標是3nm ， 2nm是試著玩的 ， 大家不要想太多 。
聊2nm ， 不能把三星忘了 。 面對“褲腰帶問題” ， 三星在2021年和IBM提出了很激進的思路：豎著放 。 根據他們的介紹 ， 傳統的CMOS是橫向構建的 ， 他們換了個思路 ， 垂直放置 。 所以叫“垂直輸送納米片” 。 以前大家都橫著系褲腰帶 ， 我穿背帶褲 ， 就不用考慮“掉褲子”了 。
從市場的角度看 ， VTFET還是離我們太遙遠 。 三星現在關注的還是3nm比較多 ， 很早就使用了MBCFET晶體管 。 只不過到現在為止 ， 三星放出來的還是時間表和PPT ， 更加詳細的技術解析資料還是比較少 ， 所以還是不能太認真 。
以鐵頭對三星面板技術投入的觀察 ， 三星在先期技術路線上的選擇是很激進的 ， 搶到先進技術 ， 就要砸大量的資源占山為王 。 三星在OLED領域當時就是引進日本技術后重金投入 ， 最后砸出了個QD-OLED 。 這種決心不可小視 。
但是三星的良率一直是個問題 ， 之前三星的旗艦移動處理器Exynos2200就是雷聲大雨點小 ， 甚至還有緊急撤銷宣發的情況 。 如果三星內部的力量還不能有效整合 ， 2nm也可能會虎頭蛇尾 。
諸侯爭霸 ， 三家稱王
既然說是“全球2nm技術戰”了 ， 鐵頭就再聊聊美國、日本和歐洲的情況 。
美國方面 ， 目前英特爾公布的路線圖顯示 ， 2024年Intel20A（對標行業的2nm）將會問世 ， 對應的技術叫做“RibbonFET” 。 首先 ， 這個預期要比臺積電2025年的目標提前一年 。 其次 ， 英特爾的計劃是一年實現一個技術節點 ， 要比臺積電和三星激進 。
鐵頭對比了一下三星和臺積電的進程 ， 發現三星和臺積電的節點是2023年實現3nm商用 。 如果今年年底英特爾能放出自己的4nm工藝 。 說明英特爾的預定計劃已經階段性完成 ， 會對臺積電和三星造成不小的壓力 。
日本目前在芯片制造產能上 ， 依舊是“白嫖”狀態 。 目前可以確定的新聞是 ， 日美簽署了半導體合作基本原則 ， “最早在2025財年啟動國內2納米半導體制造基地” 。
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