台积电正式官宣,事关2nm新工艺,系业内首创

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台积电一直是半导体市场瞩目的焦点 , 同时也是芯片制造工艺的风向标 。 每一次台积电都能带来领先的技术工艺 , 向着摩尔定律的极限持续发起冲击 。
台积电已经确定在2022年下半年量产3nm了 , 而关于更先进的2nm , 台积电也官宣了 。 台积电在2nm方面有哪些准备呢?摩尔定律的极限能否延续?
台积电正式官宣,事关2nm新工艺,系业内首创
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台积电2nm采用新工艺
台积电和三星展开高端制程角逐 , 目前双方都已经实现了4nm工艺芯片的量产 。 到了5nm制程以下 , 每一次的进步突破都来之不易 , 想要在有限的芯片空间内容纳更多的晶体管 , 就必须对工艺技术不断升级 。
除了靠外部的设备支持 , 芯片制造商本身也需要投入庞大的研发生产力量 。 有付出就会得到回报 , 台积电这几年砸入了不计其数的资源 , 终于取得了显著的成绩 , 也大致确定了2nm芯片的发展方向 。
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在集成电路产业创新发展高峰论坛中 , 台积电南京总经理罗镇球表示 , 台积电会在2nm节点推出Nanosheet/Nanowire的晶体管架构 , 同时还将采用新的材料 。
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这项晶体管架构是台积电在2nm工艺上的准备 , 至于罗镇球提到的新材料 , 或将使用二维材料作为晶体管 , 可以更好地实现功耗包括 , 性能提升 。
关于Nanosheet/Nanowire晶体管架构 , 台积电有超过15年的研发历史 。 它的架构工艺和环绕栅极晶体管(GAA)类似 ,
想要了解台积电2nm采用的新工艺 , 就得先知道晶体管和架构之间的关系 。
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晶体管是使用半导体材料加工而成的电流开关结构 , 是芯片数据传输的枢纽 。 而架构则是建立晶体管栅极 , 漏极和源极之间的模式 。 过去一直普遍采用FinFET晶体管架构 , 晶体管的结构模式就好比鳍片树立的形状 , 因此也被叫做鳍式场效应晶体管 。
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环绕栅极晶体管架构打算被台积电用在3nm工艺制程上 , 这种架构可以用在5nm以下 。
但是台积电并没有采用环绕栅极晶体管架构 , 而是选择了与之类似但又不同的Nanosheet/Nanowire 。 再配合新材料和更好的3D封装技术 , 从而实现2nm芯片的生产制造 。
Nanosheet/Nanowire系台积电业内首创 , 除了有丰厚的技术积累 , 还有望帮助台积电在2nm工艺时代取得核心竞争力 。
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摩尔定律极限能否延续?
台积电已经在规划2nm工艺了 , 以台积电的实力 , 既然台积电做出了相关规划 , 那么到时候肯定能取得相应的突破和进步 。
但前面说到 , 到了5nm以下 , 每一次的突破都来之不易 。 因为摩尔定律的束缚 , 想要打破束缚 , 突破极限并不容易 。
按照摩尔定律所说 , 芯片可容纳晶体管数量每过一段时间就会翻倍 。 言外之意就是芯片的性能会一直提升 。 目前已经发展到了4nm , 3nm和2nm似乎也不是极限 , 那么未来呢?摩尔定律的极限能否延续?
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恐怕在极限到来之前 , 没有人能给出准确答案 。 甚至在2nm之下 , 也有可能继续突破 。