三星電子晶圓代工業務部門已明確目標,將于2030年前推出1納米半導體工藝。這一被稱為“夢幻半導體”的工藝,需采用全新技術排布尺寸僅相當于5個原子的運算元件。此舉旨在與競爭對手臺積電展開全面技術博弈,搶占下一代半導體市場的主導權;同時,三星還決定在現有頂尖2納米技術體系下,開發多款衍生工藝,以穩固核心客戶資源。
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據3月30日業內消息,三星電子晶圓代工部門已制定詳細規劃,確保2030年前完成1納米半導體工藝的研發,并順利轉入量產階段。1納米技術之所以被稱為“夢幻級創新工藝”,核心在于其能將半導體芯片內負責數據處理的元件寬度縮減至1納米——這一尺寸僅為三星當前主流頂尖2納米工藝的一半,工藝難度呈指數級提升。
除元件微型化突破外,1納米工藝還將引入全新的“Fork Sheet”結構。在此之前,從3納米到2納米工藝,半導體元件均采用環繞柵極(GAA)技術制造,該技術通過將電流傳導路徑從傳統的三面環繞升級為四面環繞,最大限度提升芯片能效。
“Fork Sheet”技術的核心作用的是縮小環繞柵極元件之間的間距,其原理類似在環繞柵極元件之間構筑絕緣墻體,形似插入一把餐叉。形象地說,這就如同將村落中房屋間的草坪,替換為厚重的混凝土圍墻:移除草坪可騰出更多空間建造房屋,而該技術則能在相同芯片面積內容納更多運算元件,大幅提升芯片集成度。
目前,三星電子晶圓代工業務全球市場份額位居第二,與占據近70%市場份額的臺積電相比,差距約達十倍。據悉,當前主導全球晶圓代工市場的臺積電,同樣計劃在2030年后于1納米工藝中應用“Fork Sheet”技術。業內分析認為,三星明確2030年落地1納米工藝的路線圖,意味著其已做好與臺積電在下一代技術領域同臺競技的準備。
自2019年提出“2030年系統半導體全球第一”愿景以來,三星電子始終以先進工藝為突破口,全力追趕臺積電。2019年,三星率先在全球推出7納米極紫外光(EUV)光刻工藝;2022年,又成為全球首家將環繞柵極(GAA)元件應用于3納米工藝的企業,持續鞏固技術先發優勢。
一位業內人士表示:“從銷售額和產能來看,三星電子短期內超越臺積電的現實難度較大,但公司始終在技術層面保持競爭態勢。”他進一步補充,“去年三星從特斯拉手中拿下價值165億美元(約合25萬億韓元)的2納米人工智能(AI)芯片供應訂單,正是其技術實力的直接體現。”
當前,三星電子晶圓代工部門正圍繞頂尖2納米技術,持續推進多款改良工藝的研發與落地。其中,定制化工藝“SF2T”專為特斯拉2納米“AI6”芯片量產打造,該芯片計劃于2027年起在三星美國得克薩斯州泰勒新晶圓廠正式投產。
與此同時,三星也在加速推進其他2納米衍生工藝的研發:今年將啟動量產的“SF2P”工藝,將用于三星系統LSI部門新款智能手機應用處理器(AP)的生產;“SF2P+”工藝則計劃于明年投入使用。半導體業內人士透露:“目前2納米工藝良率已突破60%,產能穩步提升,市場對其今年實現盈利扭虧的預期正不斷提高。”
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