力拚台積電押寶 3 奈米 GAAFET 技術,三星未來三年良率進展成關鍵
南韓媒體表示,南韓三星計劃在未來 3 年內藉由建立 GAAFET 技術的 3 奈米節點製程 ,成為晶圓代工業界的遊戲規則破壞者,進一步趕上全球晶圓代工龍頭台積電。
《BusinessKorea》指出,GAAFET 技術是一種新世代製程技術,它改進了半導體電晶體的結構,使柵極可以接觸電晶體的所有四個面,而不是當前 FinFET 製程中的三個面,這可以使得 GAAFET 技術下生產出來的晶片,比 FinFET 技術製程能更精確的控制電流。
報導表示,根據市場研究調查機構 TrendForce 的研究報告指出,2021 年第四季,台積電在全球晶圓代工產業以高達 52.1% 的市占率狠甩南韓三星。因此,為了追趕台積電,南韓三星壓把 GAAFET 技術,並將其首先用在 3 奈米節點製程上,而於 2022 年的 6 月份開始進行試產,成為了全球首加採用 GAAFET 技術的晶圓代工廠。根據南韓三星的官方資料顯示,與 5 奈米製程相較,採用 GAAFET 技術的 3 奈米製程其效能提高了 15%,耗能降低了30%,同時也使得晶片面積減少了 35%。
另外,南韓三星在近期開始試產 GAAFET 技術的 3 奈米製程之後,接下來是計劃在 2023 年將其導入第二代 3 奈米製程晶片的量產,並在 2025 年量產同樣採用 GAAFET 技術的 2 奈米製程。反觀台積電,則是在 2022 年下半年量產採用 FinFET 技術的 3 奈米節點製程。至於,台積電沿用 FinFET 技術的原因,就在於成本與穩定性。
對此,南韓市場人士表示,如果三星在能在 GAAFET 為主 3 奈米製程中確保穩定的良率,則三星可以成為代工市場的遊戲規則破壞者。加上根據台積電日前的公布,預計要到 2025 年才會導入 GAAFET 技術的 2 奈米製程,並在 2026 年左右發布上市第一款產品。因此,從 2022 年底到 2025 年間的 3 年時間,對於南韓三星晶圓代工業務來說來說將非常關鍵。
報導進一步指出,近日南韓三星宣佈將在未來五年內針對半導體等關鍵產業投資總計 450 兆韓圜。然而,三星當前正面臨著 3 奈米製程的障礙。而與三星相同的是,台積電在提高 3奈米製程良率方面也存在著困難。因為,台積電原本計劃自 7 月開始為英特爾和蘋果公量產採用 3 奈米技術的晶片。但是,因為良率問題,使得 GPU 大廠輝達向台積電支付了高達 90 億美元的預付款,將採台積電的 3 奈米製程生產預計在 2022 年發表的 GeForce RTX40 系列 GPU,但因為良率的問題,GeForce RTX40 系列 GPU 最後採用了 5 奈米製程,而非 3 奈米製程。
報導也引用台灣媒體的說法指出,先前台積電因難以確保 3 奈米製程的預期良率,因此多次修改其技術路線。不過,台積電的狀況,目前南韓三星也正遭遇著。雖然公司一直宣稱 3 奈米製程技術已準備試產,但因為良率過低的問題,南韓三星也一直延後正式量產的時程。南韓市場分析師表示,除非三星為其 7 奈米或更先進的製程技術取得更多的客戶,否則可能會加劇投資者對南韓三星未來業績的焦慮。
(首圖來源:Flickr/Jamie McCall CC BY 2.0)