三星：明年推5nm工艺，3nm GAA将在2020年面世

日前，三星召开2018 晶圆代工技术论坛，三星在席间不仅揭露了手上的7 纳米投片进度，并且还揭露了3 纳米制程技术的蓝图，崭露抢滩未来高效运算(high-performance computing) 和物联网市场的野心。

如下图三星释出的制程蓝图所示，省先针对7 纳米部分，三星晶圆代工部门总裁ES Jung 表示，三星的七纳米是全球首个导入极紫外光(EUV) 微影光刻技术的晶圆代工厂，这与过去传统的ArF 浸没式光刻大不相同，该制程已在2018 年上线投产。

三星揭露2018 - 2020 年之制程技术发展蓝图

而2019 年该公司将进一步推出优化7 纳米的优化版，即5 纳米和4 纳米制程；但是最受全场瞩目的，则是三星揭露2020 年3 纳米制程将首度导入环绕式闸极(GAA) 电晶体，此前比利时微电子研究中心即曾发表研究报告认为，环绕式闸极(GAA) 电晶体将是未来最有可能突破7 纳米技术以下FinFET 工艺之候选人。

下一代晶体管架构

Gate-All-Around就是环绕栅极，相比于现在的FinFET Tri-Gate三栅极设计，将重新设计晶体管底层结构，克服当前技术的物理、性能极限，增强栅极控制，性能大大提升。自二十一世纪初以来，三星和其他公司一直在开发GAA技术。 GAA晶体管是场效应晶体管（FET），在通道的所有四个侧面都有一个栅极，用于克服FinFET的物理缩放比例和性能限制，包括电源电压。

三星公司市场副总裁Ryan Sanghyun Lee表示，自2002年以来，三星专有的GAA技术被称为多通道FET（MBCFET）。据该公司介绍，MCBFET使用纳米片器件来增强栅极控制，显着提高晶体管的性能。

据了解，三星口中的MBCFET,其实属于水平沟道栅极环绕技术(Horizontal gate-all-around,有些文献中又称为Lateral gate-all-around,以下简称水平GAA，栅极环绕则简称GAA)的一种.

尽管并没有公开对外宣布,但其它的芯片厂商其实也在同一个方向努力,所计划的启用时间点也是大同小异.大家都是采用水平GAA,只不过鳍片形状各有不同,三星是采用纳米板片形状的鳍片,有些厂商则倾向横截面为圆形纳米线形状的鳍片....这些都隶属于水平GAA,其它的变体还包括六角形鳍片,纳米环形鳍片等。

水平GAA的不同种类

不过针对三星的这种设计，,Intel Bohr就曾经作出如此的评价:"...这种设计其实并没有他们吹嘘得那么惊天地泣鬼神,只不过是把传统的finfet平躺下来摆放而已,还不清楚这种设计是不是就比纳米线沟道更给力."

目前台积电已吃下AMD 代号Rome 的二代Epyc 处理器，该处理器采用了Zen 2 处理器架构和7 纳米制程，随着格罗方德(GlobalFoundries) 八月底也宣布退出7 纳米先进制程竞争，三星表示，乍看之下台积电大获全胜，但其实三星仍有机会。

三星指出，考量到智慧型手机厂也有整合单芯片(SoC) 之生产需求，故台积电不太可能有足够空间全面发展7 纳米生产线，产能估计不足以满足目前技术领先的几间GPU 公司，因此依照推断，将有些厂下一代芯片也将导入7 纳米制程，并交由三星生产。

在三星这场简报会议上，三星估计，未来该公司的7纳米技术将应用在网路和汽车芯片领域，但市场人士多有质疑，三星7纳米制程仅能获网路、汽车芯片采纳，而非更为高效的GPU芯片市场，这意味着三星的7纳米制程，很可能并不合乎Nvidia、AMD等芯片巨头的技术标准。