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[导读]9月12日消息,据台媒《经济日报》报道,晶圆代工厂台积电2nm制程将于2025年量产,市场看好进度可望领先对手三星及英特尔。

9月12日消息,据台媒《经济日报》报道,晶圆代工厂台积电2nm制程将于2025年量产,市场看好进度可望领先对手三星英特尔。台积电先进制程进展顺利,3nm将在今年下半年量产,升级版3nm(N3E)制程将于3nm量产一年后量产,即2023年量产,2nm预计于2025年量产。

台积电2nm厂将落地竹科宝山二期扩建计划,“竹科管理局”已展开公共设施建设,台积电2nm厂也开始进行整地作业。

台积电2nm首次采用纳米片架构,相较N3E制程,在相同功耗下频率可提升10%至15%。在相同频率下,功耗降低25%至30%。

台积电总裁魏哲家日前在技术论坛中强调,台积电2nm将会是密度最优、效能最好的技术。市场也看好,台积电2nm进度将领先对手三星及英特尔。

了解到,此前消息称,虽然在3nm世代略有保守,但无论如何,鳍片(Fin)宽度都已经接近实际极限,再向下就会遇到瓶颈,所以外资法人预估台积电2nm先进制程将采用环绕式闸极场效电晶体GAAFET高端架构生产2nm芯片。

作为全球最强的芯片代工巨头,台积电于6月16日在2022年度北美技术论坛上首次宣布,将推出下一代先进工艺制程N2,也就是2nm,将采用GAAFET全环绕栅极晶体管技术,预计2025年实现量产。

GAAFET架构在近年来的半导体行业内可谓是万众瞩目。按照“摩尔定律”来讲,每隔18~24个月,芯片上的晶体管数量便会增加一倍,芯片的性能也会随之翻倍提升。但在当前,传统的FinFET结构在7nm、乃至5nm工艺时代已经逼近物理极限,新的晶体管技术呼之欲出。

三星比台积电更早确认将采用GAAFET架构。众所周知,作为全球半导体制造“三巨头”,英特尔此前卡在了10nm工艺上,从而导致在目前5nm制程时代中,仅有台积电和三星可以相互抗衡,而事实上三星始终处于落后地位。为了超越台积电,三星决心在3nm工艺制程上就采用GAAFET架构。

在2021年,三星工厂就已经完成采用GAA晶体管架构的3nm芯片流片。据三星官方表示,与7nm FinFET制程相比,3nm GAA技术的逻辑面积效率提高35%以上,功耗降低50%,逻辑面积减少45%。

GAA晶体管拥有比FinFET更好的静电特性,在相同尺寸结构下,GAA的沟道控制能力更强,为尺寸进一步微缩提供可能性,这意味着它能够提供更高的性能。

但是,相比三星的激进,台积电的做法更加保守。在2022下半年即将量产的3nm制程中,台积电仍然沿用FinFET架构,将其做到接近实际极限。不过,随着此次2nm GAAFET的正式官宣,也证明了两家最终都会全面转向GAA架构,无非是时间早晚而已。

当然,三星的激进是为了能够在工艺水平上超越台积电。而后者的保守,更多的是出于成本考虑。作为全球拥有客户订单量最多的代工巨头,台积电保持架构不变既能够省掉成本和建设时间,又能减少新工艺诞生初期可能存在的“翻车”风险,让客户更加放心。

不仅仅是2nm芯片,台积电还将引入ASML最强光刻机

在官宣2nm芯片预计在2025年量产的同时,台积电还表示,将在2024年引进ASML阿斯麦下一代最强、最先进的光刻机,即高数值孔径极紫外光刻机(High-NA EUV)。

根据此前阿斯麦称道,更高的光刻分辨率将允许芯片缩小1.7倍,同时密度增加2.9倍。未来比3nm更先进的工艺,将极度依赖High-NA EUV光刻机。

台积电3nm工艺已经确定在今年下半年量产,升级版3nm(N3E)制程计划明年下半年量产,2nm预计在2025年量产。

台积电2nm制程工艺将首次采用纳米片架构,将会比明年量产的N3E制程带来更高的能效比,相同功耗下,2nm芯片频率可提升10%至15%。在相同频率下,功耗降低25%至30%。

台积电2nm制程又将领先全球,而中国大陆的中芯国际受限于EUV光刻机无法进口,其先进制程工艺还未能大规模量产商用。

那么中芯国际现在具体状况如何,还能否扛起中国芯片制造业发展的大旗?

自从华为被制裁后,中芯国际一直被业内视为中国芯片产业复兴的关键,国人也对其充满期待。然而最近这两年,中芯国际堪称是经历了一段内忧外患的至暗时刻。

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