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 7nm GPU（详见雷锋网 此前报道 ）。

然而，就在近日的 SFF（Samsung Foundry Forum）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 3nm GAA（gate all around）工艺；性能提高 35%，功耗降低了 50%，芯片面积缩小 45%。

三星公布的这一消息引起了轰动，毕竟英特尔 10nm 还没量产，三星的 3nm 就要来了。

3nm 要靠 GAA 技术来实现

雷锋网注：图片来自 CNET

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 CEO Handel Jones 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 Ryan Lee 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。

Ryan Lee 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，Ryan Lee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 730 G 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。

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