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乐鱼体育app官方网站-晶圆代工:先进制程大战一触即发!

发布者:乐鱼体育app官方网站 发布时间:2025-03-27

AI时代,高性能芯片重要性日益凸显,推动先进制程芯片成为晶圆代工行业竞争的“关键武器”;与此同时,消费电子市场尽管需求尚未恢复,但在旗舰手机不断迭代助攻之下,先进制程芯片同样在手机市场赢得发展空间。台积电、三星、Rapidus最新动态显示,3nm芯片商用进程不断推进,2nm芯片量产在即,大战一触即发。

1三星3nm良率改善,有望应用于下一代折叠手机

韩媒近日报道,三星第2代3nm GAA(Gate-All-Around)工艺进入稳定阶段,工艺良率已改善,受益于此,三星采用3nm工艺的Exynos 2500处理器商用进程有望顺利开展。

图片来源:三星

此前媒体报道,由于3nm良率不及预期,三星即将发布的Galaxy S25系列首批手机将不会搭载Exynos 2500,而会选用由台积电3nm制程生产的高通Snapdragon 8 Gen 4处理器。

随着三星3nm芯片良率提升,三星可能会在明年发布Galaxy Z Flip FE、Galaxy Z Flip7等下一代折叠屏手机上,使用Exynos 2500处理器。

除了3nm之外,三星亦在积极推动2nm芯片发展。按照三星技术路线规划,该公司将自2025年起首先于移动终端量产2nm制程芯片,随后在2026年将其用于高性能计算(HPC)产品,并于2027年扩至车用芯片。

另据业界透露,三星正在开发下一代Exynos芯片,代号为 "Ulysses",计划用于 Galaxy S27。这款芯片将采用第二代 2nm工艺 ( SF2P ) ,旨在提升性能和效率,以恢复三星在移动端市场的竞争力。

2台积电冲刺2nm,有关键秘密武器?

台积电同样将于2025年量产2nm芯片,随着时间临近,这家晶圆代工大厂开始发起冲刺。

媒体最新报道,台积电已经对2nm节点制程进行试产,良率超过了60%。不仅如此,业界预计台积电可能会以更快的速度,将良率提升到70%以上,为2nm节点制程技术量产留下更加充裕的调适时间。

按照台积电的计划,2nm节点制程技术将于2025年进入大规模生产阶段,而且有着高于3nm节点制程的市场需求。不过,2nm面临更高成本,此前业界评估,每片2nm节点制程技术的晶圆定价预计将超过3万美元。另据报道,2026年iPhone 18 Pro的A20 Pro处理器将首度采用台积电2nm制程生产,芯片价格将因此上扬,涨幅高达70%。随着成本高涨,iPhone 18 Pro手机报价可能调涨。

这一背景下,如何克服成本难题,以推动2nm芯片尽快量产商用成为晶圆代工厂商一大考验。

对此,报道指出,台积电将在2nm芯片生产中提供一种名为CyberShuttle的服务,允许客户在同一片晶圆中进行测试与评估芯片。CyberShuttle也可以被称做是晶圆共用服务,一方面节省客户大量的设计和光罩生产成本,另一方面加快了测试生产的速度。

目前尚不清楚台积电具体的措施,以及成本降低的幅度。不过,考虑到市场对于2nm的需求,以及高昂的生产成本,这些节约成本的措施是有必要的。

3Rapidus明年4月试产2nm,已与两家EDA大厂达成合作

晶圆代工“新贵”Rapidus公司的2nm进展也在有序推进中,近期Rapidus会长东哲郎对外表示,在2025年3月底,Rapidus将完成试产2nm芯片所需的全部设备设置工作,4月起启动试产产线,实际生产2nm芯片。

资料显示,Rapidus成立于2022年8月,由丰田、Sony、NTT、NEC、软银、Denso、铠侠、三菱UFJ等8家日企共同出资设立。2nm芯片生产中,Rapidus与IBM签订了合作协议,开发基于IBM 2nm制程技术。

近期,IBM和Rapidus于IEEE IEDM 2024国际电子元件会议期间,展示了合作的多阈值电压GAA晶体管成果,有望用于Rapidus的2nm量产。

图片来源:IBM

先进制程升级至2纳米节点后,晶体管结构由使用多年的FinFET鳍式场效应晶体管,转成GAAFET全环绕栅极场效应晶体管, 如何达多阈值电压(Multi Vt),让芯片以较低电压执行复杂计算是个挑战。

IBM强调,2nm制程N型和P型半导体通道,距离相当狭窄,需精确曝光达到多阈值电压,也不影响半导体性能。IBM携手Rapidus导入两种选择性减少层(SLR)芯片构建,成功达成目标。IBM研究院高级技术人员Bao Ruqiang表示,与FinFET相较,Nanosheet纳米片结构非常不同,且更复杂。新技术比以前方法更简单。相信将使合作伙伴Rapidus更容易可靠量产2纳米芯片。

此外,在上游EDA环节,Rapidus还得到了来自EDA大厂的助力。近期Rapidus宣布已经与Synopsys和Cadence签署2nm合作协议,其中,Rapidus与Cadence的合作,将支持Rapidus采用背面供电网络 (BSPDN)技术的2nm GAA工艺,为客户提供设计解决方案和IP组合;Rapidus与Synopsys在EDA流程、IP和专家方法服务方面的广泛合作,有望使设计人员能够为Rapidus 2nm GAA 工艺实现最佳结果质量和高制造良率。

封面图片来源:拍信网

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