基于 3 納米的全環(huán)繞柵極(Gate-All-AroundT，簡(jiǎn)稱 GAA)工藝有望成為半導(dǎo)體行業(yè)的游戲規(guī)則改變者。三星電子計(jì)劃在未來(lái)三年內(nèi)通過(guò)建立 3 納米 GAA 工藝，趕上全球第一大代工公司臺(tái)積電。
GAA 是一種下一代工藝技術(shù)，它改進(jìn)了半導(dǎo)體晶體管的結(jié)構(gòu)，使柵極可以接觸晶體管的所有四個(gè)側(cè)面，而不是當(dāng)前 FinFET 工藝中的三個(gè)側(cè)面。 GAA 結(jié)構(gòu)可以比 FinFET 工藝更精確地控制電流。根據(jù)集邦咨詢的數(shù)據(jù)，2021 年第 4 季度，臺(tái)積電占全球代工市場(chǎng)的 52.1%，遠(yuǎn)超三星電子的 18.3%。
三星電子押注將 GAA 技術(shù)應(yīng)用到 3 納米制程以趕上臺(tái)積電。據(jù)報(bào)道，這家韓國(guó)半導(dǎo)體巨頭在 6 月初將晶圓置于 3 納米 GAA 工藝中進(jìn)行試量產(chǎn)，成為世界上第一家使用 GAA 技術(shù)的公司。它正在尋求通過(guò)技術(shù)飛躍立即縮小與臺(tái)積電的差距。與 5 納米工藝相比，3 納米工藝將半導(dǎo)體性能和電池效率分別提高了 15% 和 30%，同時(shí)芯片面積減少了 35%。
繼今年上半年將 GAA 技術(shù)應(yīng)用于其 3 納米工藝后，三星計(jì)劃在 2023 年將其引入第二代 3 納米芯片，并在 2025 年量產(chǎn)基于 GAA 的 2 納米芯片。臺(tái)積電的戰(zhàn)略是今年下半年進(jìn)入3nm半導(dǎo)體市場(chǎng)，采用穩(wěn)定的FinFET工藝，而三星電子則押注 GAA 技術(shù)。
專家表示，如果三星在基于 GAA 的 3 納米工藝中確保穩(wěn)定的良率，它可以成為代工市場(chǎng)的游戲規(guī)則改變者。臺(tái)積電預(yù)計(jì)將從 2nm 芯片開(kāi)始引入 GAA 工藝，并在 2026 年左右發(fā)布第一款產(chǎn)品。對(duì)于三星電子來(lái)說(shuō)，未來(lái)三年將是關(guān)鍵時(shí)期。
近日，三星宣布將在未來(lái)五年內(nèi)向半導(dǎo)體等關(guān)鍵行業(yè)投資總計(jì) 450 萬(wàn)億韓元。然而，在推進(jìn) 3 納米過(guò)程中存在諸多障礙。與三星一樣，臺(tái)積電在提高 3nm 工藝良率方面也存在困難。
三星電子也面臨著類似的情況。晶圓已投入 3 納米工藝中試量產(chǎn)，但由于良率低的問(wèn)題，該公司一直推遲正式量產(chǎn)公告。現(xiàn)代汽車證券研究主管 Roh Keun-chang 表示：“除非三星電子為其 7 納米或更先進(jìn)的工藝獲得足夠的客戶，否則可能會(huì)加劇投資者對(duì)三星電子未來(lái)業(yè)績(jī)的焦慮”。
