近期,三星、台积电、英特尔等半导体巨头在 2nm 及相近制程
芯片的发展上均有新动态,引发了行业的广泛关注。
三星
电子正积极推进 Exynos 2600 芯片的研发进程。目前,三星晶圆代工厂已开始批量生产 Exynos 2600 原型芯片。这款采用 2nm 制程节点的
处理器意义重大,堪称 Exynos 芯片发展的里程碑。在早前测试阶段,该芯片良品率达到 30%,而如今晶圆投入量与良率均有所提升。
为了进一步提高良品率,自上月起,三星晶圆代工部门与系统 LSI 芯片设计部门展开联合攻关,目标是在保持性能不变的前提下,将 Exynos 2600 的良品率提升至 50% 以上。三星电子预计在今年年底前启动 Exynos 2600 芯片的风险试产,此阶段将完成芯片质量验证与功能测试,只有在分析制程安全性和良率达标后才会正式进入量产阶段。
若 Exynos 2600 顺利通过验证且良率达到预期,量产工作将于今年末启动。明年 2 月登场的 Galaxy S26 系列将 Exynos 2600,成为行业内第一款搭载 2nm 芯片的高端旗舰,领先于高通、联发科和苹果,后三家巨头快会在明年下半年商用 2nm 芯片。值得注意的是,整个半导体行业都在密切关注 Exynos 2600 的表现,其成败将直接影响三星在先进制程领域的地位。虽然从时间上看,三星稍占先机(台积电是 4 月 1 日起接受 2 纳米晶圆订单),但能否抢下高价值客户仍有待观察。
据《经济日报》报道,台积电目前 2nm 芯片的良品率已突破 90%。这一显著进展得益于架构上的变革,2nm 工艺不再使用过去 3nm 和 5nm 常见的 FinFET(鳍式场效应
晶体管)架构,而是采用了基于 GAA(环绕式栅极)技术的 MBCFET 结构,有效解决了制程微缩带来的漏电难题。
此外,台积电在纳米片堆叠技术上的多年深耕,再加上极紫外光(EUV)设备的加持,使得 2nm 制程的整体良率在短时间内实现大幅提升。去年 7 月刚启动 2nm 风险试产时,良率还只有 60% 左右,如今短短半年已攀升至 90% 以上。
供应链消息指出,台积电可能在今年下半年正式启动 2nm 的量产准备。目前,其在新竹宝山区建设的四座超级晶圆厂(占地超过 90 公顷)也已进入冲刺阶段,预计将在 2025 年全面量产。从订单情况来看,2nm 芯片市场的前景已经被验证,台积电目前收到的 2nm 订单数量已是当年 5nm 初期的四倍。作为配套,晶圆切割厂商 Kinik 已紧急扩充研磨工具产能至每月 5 万片,为 2nm 芯片的推进全力配合。
虽然美国本土制造成本高,此前有消息称亚利桑那工厂的代工报价或将上涨 30%,但苹果、英伟达、高通、博通等美国科技公司作为台积电的主要客户,依然愿意为先进制程买单。台积电总裁魏哲家曾总结,制程每推进一代,芯片性能可提升 30% - 40%,能耗则下降 20% - 30%,这种提升是当前算力增长不可替代的路径。
近日,英特尔新任 CEO 陈立武宣布,Intel 18A 制程已进入风险试产阶段,计划于年内实现量产。18A 对应 1.8 纳米,是英特尔自 2021 年启动 “四年五个制程节点” 计划以来,为扭转其晶圆代工业务表现,重夺工艺制程领先地位而提出的规划制程,其正式对标的是台积电与三星的 2 纳米。
英特尔 18A 工艺采用 RibbonFET 闸极全环绕晶体管与 PowerVia 背面供电技术,提升性能与能效,特别针对 AI 与高性能计算场景优化。在业界看来,这意味着英特尔更押注架构创新,18A 制程通过 PowerVia 技术将
电源网络从芯片正面移至背面,在提升晶体管密度的同时降低功耗,成为业界实现背面供电商业化的工艺节点。
据悉,英特尔在 18A 节点上其代工业务吸引了 43 家潜在客户测试芯片,包括全球 Top10 芯片设计公司中的 7 家。英特尔前 CEO 帕特?基辛格也曾在内部会议上透露,18A 已有大额预付款承诺。此外,英特尔在此前的路线图中还计划未来通过 14A(1.4 纳米)节点进一步巩固领先优势,根据此前披露的消息,英特尔 14A 制程将采用高数值孔径 EUV 光刻技术,性能功耗比再提升 15% - 20%。