南韓科技大廠三星電子與全球晶圓代工龍頭台積電為目前實際擁有最頂尖的先進製程技術的廠商,三星電子則是在周三(7日) 在2021年三星晶圓代工論壇表示,準備2025年量產2奈米製程,頗有叫戰台積電意味。不過,依照過往三星給出的先進製程時程表,也不足以證明三星能順利彎道超車。

三星在先前的先進製程時程表指出,本來2021年就要投產3奈米製程,但在論壇上提及,要全面轉移至最新價購技術難度相當高,2022年上半年才會推出3奈米製程,雖然相較於台積電3奈米製程同年下半年才會推出,但台積電7月法說指出,主要是配合客戶時程。目前三星晶圓代工主要客戶包括美國半導體巨頭高通、伺服器處理器供應商IBM、顯卡大廠NVIDIA,以及自家的處理器晶片。

三星集團實際領導人、三星電子副會長李在鎔8月假釋出獄後,立即宣布未來3年投入240兆韓圜(約2050億美元) ,鞏固該公司在後疫情時代科技產業的優勢地位,甚至稱該公司下一代製程節點3奈米製程採用環繞閘極技術(Gate-All-AroundGAA)不會輸給競爭對手、也就是台積電。

三星3奈米製程研發規劃分為2個階段,第一代的GAA GAE(GAA-Early)與第二代3奈米GAP(GAA-Plus),2019年稱3奈米GAE製程2020年底前展開風險試產,2021年開始量產,但目前未見蹤影,外界認為將延遲到2023年才會量產,但三星目前宣布將在2022年上半年投產。

三星就算宣稱3奈米正式流片,預計2022年上半年量產,但跟先前IBM宣稱推出全球首款2奈米GAA技術,雖然證實技術的可行性,重點仍在於製程的良率問題,能否脫離實驗室大規模量產,從5奈米製程來看,去年採用三星5奈米製程的高通Snapdragon 888就出現過熱問題,也輸給台積電5奈米製程的蘋果A14、M1晶片效能表現,今年蘋果A15 晶片效能更遠勝S888。

三星也強調,與5奈米製程相比,三星首顆3奈米製程GAA技術晶片面積將縮小35%,性能提高 30% 或功耗降低 50%。三星也表示3奈米製程良率正在逼近4奈米製程,預計2022 年推出第一代 3 奈米 3GAE 技術,,2023 年推出新一代3 奈米 3GAP技術,2025 年 2 奈米 2GAP 製程投產。

然而,根據台積電年報資訊,3 奈米基於EUV技術展現優異的光學能力,與符合預期的晶片良率,以減少曝光機光罩缺陷及製程堆疊誤差,並降低整體成本,2 奈米及更先進製程上將著重於改善極紫外光技術的品質與成本。

台積電積極與半導體設備生產商、荷商艾司摩爾合作在EUV機台的緊密合作,不僅取得機台數量較為優勢,設備技術的開發更致關重要,這也是台積電能超越三星、英特爾的關鍵原因之一,後2者也頻以將大規模運用EUV曝光機投入產線,英特爾甚至宣布4奈米製程將採用高數值孔徑(High NA)EUV微影技術,這也是ASML新一代半導體生產設備,顯示EUV技術在先進製程的關鍵地位。

除了台積電、三星,英特爾今年宣布重返晶圓代工業務,並在今年7月正式宣布推出先進製程技術藍圖,計畫在未來4年推出5個新世代晶片製程技術,並宣布將原本的10 奈米 Enhanced SuperFin正名為Intel 7,原先的7奈米正名為Intel 4,之後分別為Intel 3、Intel 20A、Intel 18A 等,也就是說2025年就會達到2奈米製程的領域,並追趕超越台積電,但一照目前市況來看,台積電市占率依舊穩坐50%以上的龍頭寶座,也有蘋果等大客戶支撐先進製程研發,最新消息指出,IC設計公司Marvell宣布採用台積電3奈米製程的全新先進技術平台,預料仍由蘋果搶下首波產能,甚至英特爾也可能下單,比喊出何時投產更為重要。

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