終于,在2022年上半年的最后一天,三星宣布3nm芯片量產,成為全球第一家量產3nm芯片的廠商,實現了三星的第一個小目標--領先臺積電,兌現了自己的承諾。
同時三星也表示,3nm芯片相比于自己的5nm芯片,性能提升了23%,功耗降低了45%,芯片面積縮小了16%。
不得不說,這些數值也表現非常棒,特別是功耗降低45%,讓下游的客戶心動不已。畢竟當芯片進入到5nm之后,功耗大增,已經讓廠商們頭痛不已了。
特別是高通,自從芯片進入5nm之后,由于功耗太大,發熱量也上升,于是驍龍888、驍龍8Gen1都獲得了“火龍稱號”。
如果3nm能夠降低45%功耗,想必高通是最興奮的廠商之一,因為“馴龍”有戲,“火龍”有救了啊。
那么問題來了,為何三星的3nm工藝,能降低45%的功耗?原因在于三星采用了GAAFET晶體管技術,而之前從14-4nm,采用的是FinFET晶體管技術。
對于一顆芯片而言,功耗分為兩個部分,一個部分是動態功耗,一部分是靜態功耗(又稱漏電功耗)。
動態功耗是指芯片進行計算時,本身的功耗。而靜態功耗,則是芯片加上電之后,電流通過晶體管時,泄露的功耗。
別小看靜態功耗,靜態功耗才是大頭,占一顆芯片總功耗的60%以上,晶圓廠一直就在與靜態功耗(漏電功耗)對作,比如英特爾,一直就在講自己的漏電功功降低了。臺積電之前有個“臺漏電”的稱號,也是講這一塊控制得不佳。
而使用GAAFET晶體管技術時,由于技術更先進,相比于FinFET技術,加到晶體管上的電壓(閾值電壓)變小了。大家回憶下初中物理知識,功率=電流X電壓。
當電壓變小時,是不是功耗就變小了?由于GAAFET相比FinFET的閾值電壓要低30-50%,所以靜態功耗理論上也就變小30-50%。
再加上3nm工藝更精細,在動態功耗上也會有降低,以及GAAFET晶體管技術,本身漏電情況也會稍好一點,所以最終實現了45%的功耗降低。
而三星還表示第二代 3 納米 GAA 制造工藝也正在研發中第二代工藝將使芯片功耗降低達 50%,性能提高 30%,面積減少 35%。
可以說,三星的3nm工藝,比依然采用FinFET工藝的臺積電3nm,真的是更有優勢的。
考慮到當前臺積電已經綁定了蘋果、AMD等廠商,三星為了搶臺積電的市場,這次是擁抱中國廠商了,據媒體報道稱,上海磐矽半導體將成為最初的客戶之一,另外還有更多的中國企業,可能會率先與三星合作3nm。
不知道接下來臺積電如何應對,基于FinFET技術,本來就落后一些,現在時間又落后一些,臺積電已經處于劣勢了。
就看三星3nm的率良高不高了,如果良率高,表現好,這一把說不定真有翻身機會,就像當年三星在FinFET技術上,率先實現14nm一樣。
