英特尔10nm还没量产 三星3nm就要来了

上周的英特尔投资者日上，英特尔方面透露了公司10nm芯片一再延期的原因，并宣称将于2021年发布7nmgpu（详见雷锋网此前报道）。

然而，就在近日的sff（samsungfoundryforum）美国分会上，三星表示，该公司也将在2021年推出一款突破性的产品——这款产品基于3nmgaa（gateallaround）工艺；性能提高35%，功耗降低了50%，芯片面积缩小45%。

不过，相关负责人对3nm的前景感到乐观，他表示成本正在逐步下降。

3nm要靠gaa技术来实现

几十年来，晶体管一直是处理器的基本组成部分，而缩小晶体管的体积则是衡量芯片进步的关键因素。但近年来，芯片行业一直难以克服极端小型化带来的挑战。

三星的新产品集成了gaa技术，能够对芯片核心晶体管进行重新设计和改造，使其更小更快。

其实，在早期的设计中，芯片电路中的电流一直由通道顶部的“闸门”来控制，但gaa不同——这种技术利用特定的材料将整个电流通道包裹起来，类似于一种3d结构，比之前的“闸门”复杂得多。

一些人设想gaa晶体管通道是一种叫做纳米线的小圆柱体，但是三星的设计使用了一种叫做纳米片的平坦通道。

国际商业战略咨询公司的ceohandeljones说：

三星的研究项目初见成效，它在gaa方面领先台积电大约12个月；而英特尔可能落后三星两到三年。三星的突破可能会超出摩尔定律的预期，进一步让我们的手机、手表、汽车和家居设备变得更智能。

三星代工业务营销副总裁ryanlee也在本次大会上表示，gaa将标志着三星代工业务进入一个全新的时代；而三星的新产品也有望成为其与英特尔和台积电竞争过程中的关键一步。

三星3nm的工艺路线图

在本次的sff上，三星表示，第一批3nm芯片针对智能手机以及其他移动设备，将于2020年进行测试，2021年量产。而对于性能要求更高的芯片，如图形处理器和数据中心的ai芯片，将于2022年到来。

英特尔和台积电目前没有对此事置评。

迄今为止，三星制造的芯片已经可以使用7nm工艺；但它也没有止步于此，仍在持续不断地对7nm进行改进，将电路缩小到6nm，5nm，甚至4nm；不过，三星现阶段的最终目标是利用gaa技术将电路缩小到3nm。

ryanlee也对三星芯片的未来作了预测：

gaa的发展可能会让2nm，甚至是1nm的工艺成为可能，虽然我们还不确定那会是怎样的结构，但我们坚信会有这样的技术出现。

不得不承认，ryanlee的预测确实十分大胆，不过从实际情况来看，芯片制造商几十年来一直在担心芯片小型化过程中会遇到的障碍。

就像人们曾经将芯片制程从0.13微米改称为130纳米一样，人们现在突破了极限；或许在将来，芯片厂商们会向更微小的单位进军，比如皮米（微微米）。

3nm成本可能让人却步

三星多年来一直在生产芯片，但在2017年，为了除三星电子以外的客户，该公司将旗下的代工部门拆分为单独的业务。因此，像高通这样的公司开始和三星合作，并依靠三星制造了骁龙730和骁龙730g芯片。

在处理器制造的辉煌时期，新一代技术将带来更小、更快的芯片，而不会增加功耗。如今，这三种好处很难兼得。

不过，客户在选择三星的3nm工艺时仍然会犹豫，因为它很贵。就像三星的5nm芯片比目前的7nm稍贵一些一样，3nm在定价时也会比5nm更贵。

不过，相关负责人对3nm的前景感到乐观，他表示成本正在逐步下降。