全球已量产的最先进半导体工艺是5nm，三星GAA工艺直指3nm芯片

三星电子代工部门最近深陷负面传闻中。先是有消息称涉嫌伪造并虚报 5nm、4nm 和 3nm 工艺良率，让高通等 VIP 客户不得不另投台积电，近日又被黑客窃走 200GB 数据。

不过从技术上来看，三星依然是唯一一家能够紧跟台积电的晶圆代工厂，而且三星在接下来的 3nm 节点上将更加激进，并想要在全球首次推出 GAA 晶体管工艺，放弃 FinFET 晶体管工艺(台积电 3nm 工艺仍将基于 FinFET 工艺)。

三星正计划在 2022 年上半年完成其 3nm GAA 工艺的质量评估。据韩国媒体报道，三星已经准备好在韩国平泽市的 P3 工厂开工建设 3nm 晶圆厂，计划于 6、7 月份动工，并及时导入设备。

根据三星的说法，与 7nm 制造工艺相比，3nm GAA 技术的逻辑面积效率提高了 45% 以上，功耗降低了 50%，性能提高了约 35%，纸面参数上来说却是要优于台积电 3nm FinFET 工艺。

近两年由三星代工的高通旗舰芯片性能方面表现不佳，让用户把矛头直指 FinFET 晶体管工艺，现如今，三星宣布首发 GAA 晶体管工艺，主要用于即将来到的 3nm 芯片。

三星代工是三星的代工芯片制造业务部门，此前有消息称其目前正在与客户一起进行产品设计和批量生产的质量测试。该业务部门的目标是击败竞争对手台积电，在 3nm GAA 领域获得“世界第一”的称号。然而三星能否在 3nm 的性能和产能上满足客户的要求还有待观察。

韩国远大证券的数据显示，截至 2020 年，三星 Foundry 拥有的专利仅为 7000- 10000 项，而其竞争对手台积电已获得约 3.5 万至 3.7 万项专利。因此，业界认为三星认为缺乏 3nm 相关专利，这可能是个问题。

三星此次主张激进打法，率先使用 GAA 晶体管工艺代替已有的 FinFET 晶体管工艺，主要还是因为在 7nm 、5nm 及 4nm 上表现落后，早前还有消息称部分员工涉嫌伪造和虚报5nm、4nm、3nm工艺制程的良品率，以至于高通将会在 8 Gen 1 Plus 上就提前更换为台积电代工，不难看出三星的窘况。

GAA 是一种新型的环绕栅极晶体管，利用 GAA 结构可以实现更好的栅控能力和漏电控制，同时由于生产技术与 FinFET 基本相差无几，在成本控制上也会有优势，这也是为何三星急于研发 GAA 而几乎放弃对 FinFET 晶体管工艺进行优化。

根据报道，三星已经做好在韩国平泽市的P3工厂开工建设 3nm 晶圆厂的准备，预计今年6、7月份动工，并同时导入设备。

据当时一位熟悉三星电子内部情况的官员对外透露，“由于晶圆代工厂交付的数量难以满足代工订单需求，公司对非内存工艺的良率表示怀疑，事实上基于该良率是可以满足订单交付的。”另有业内人士透露，在三星为高通生产的骁龙4nm制程芯片中，良品率仅为35%，并且三星自研的4nm制程SoC猎户座2200的良率更低。以致于高通这样的VIP客户都要出走，重新使用台积电生产骁龙8处理器。

不过从技术上来说，三星现在依然是唯一能紧追台积电的晶圆代工厂，虽然在7nm、5nm及4nm节点上落后了一些，但在接下来的3nm节点三星更激进，要全球首发GAA晶体管工艺(Gate-all-around)，放弃FinFET晶体管技术，而台积电的3nm工艺依然会基于FinFET工艺。

三星之前表示，GAA是一种新型的环绕栅极晶体管，通过使用纳米片设备制造出了MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET，多桥-通道场效应管)，该技术可以显著增强晶体管性能，主要取代FinFET晶体管技术。

根据三星的说法，与7nm制造工艺相比，3nm GAA技术的逻辑面积效率提高了45%以上，功耗降低了50%，性能提高了约35%，纸面参数上来说却是要优于台积电3nm FinFET工艺。

目前全球已量产的最先进半导体工艺是5nm，台积电此前表示，2022年下半年将量产3nm工艺，不过在3nm节点台积电依然选择FinFET晶体管技术，而三星则选择了GAA(Gate-all-around)技术。近日，三星对宣布其基于GAA技术的3nm制程成已成功流片(Tape Out)。

据外媒报导，三星3nm制程流片进度是与新思科技(Synopsys)合作，加速为GAA 架构的生产流程提供高度优化参考方法。因为三星基于GAA技术的3nm制程不同于台积电FinFET架构的3nm制程，所以三星需要新的设计和认证工具，故而采用了新思科技的Fusion Design Platform。

针对三星3nm GAA制程技术的物理设计套件(PDK)已在2019 年5 月发表，并2020 年通过制程技术认证。预计此流程使三星3nm GAA 结构制程技术可用于高性能计算(HPC)、5G、移动和高端人工智能(AI)应用芯片生产。

三星代工设计技术团队副总裁Sangyun Kim 表示，三星代工技术是推动下一阶段产业创新的核心。三星将藉由不断发展技术制程，满足专业和广泛市场增长的需求。三星电子最新且先进的3nm GAA 制程技术，受惠于与新思科技合作，Fusion Design Platform 加速准备，有效达成3nm制程技术承诺，证明关键联盟的重要性和优点。

新思科技数位设计部总经理Shankar Krishnamoorthy 也表示，GAA 晶体管结构象征着制程技术进步的关键转换点，对保持下一波超大规模创新所需的策略至关重要。新思科技与三星战略合作支持提供一流技术和解决方案，确保发展趋势延续，以及为半导体产业提供机会。