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Navigate：2nm争锋，巨头纷纷出招
三星2nm技术路线图公布
三星官方于6月27号的时候，在SFF2023上公布了最新工艺技术的线路图，显示三星将计划在2025年的时候推出2nm的SF2工艺，在2027年的时候推出1.4nm的SF1.4工艺。
三星SF2工艺相对于SF3来说在工艺上进一步的优化了，在三星给出的参数来说，在相同情况和频率下，SF2将比SF3性能提升12%，而且能效方面提升25%，并且面积还减少了5%。而根据官方此前升级路线，三星更先进的1.4nm工艺要到2027年才能投产了。
台积电2nm技术
在去年的代工技术研讨会上台积电就披露了其下一代N22nm节点的早期细节，包括将改用纳米片晶体管架构，其中几个堆叠的硅层完全被晶体管栅极材料包围，而不是当前的FinFET设计，与当前FinFET晶体管相比，GAAFET的优势包括降低漏电流（因为栅极位于沟道的所有四个侧面），以及调整沟道宽度以获得更高性能或更低功耗的能力。
根据此前获得的消息，2023北美技术研讨会上台积电表示其2nm芯片制程研发进度超出预期，如果一切顺利，台积电将在2025年开始量产2nm产品。台积电2nm将首次采用全新环绕闸极（GAA）电晶体架构，并为高速运算（HPC）产品量身打造背面电轨设计，整体效能较前代将有大幅提升，近日曝光的市场代工报价将近2.5万美元。
不仅仅这两家大厂在并驱争先，国际市场上多家企业早已暗中发力。
英特尔对2nm寄以厚望
自2021年初帕特·基辛格出任CEO，英特尔提出了包括Intel7、4、3、20A、18A在内的五大先进制程路线图。2022年，有消息称基于Intel20A工艺的ArrowLake已经有内测芯片流片，2023年3月台湾媒体表示，英特尔全球高级副总裁兼中国区董事长王锐透露，Intel20A（业界的2纳米制程）和Intel18A（相当于1.8纳米制程）已经流片，将在2024年下半年同期量产2nm与1.8nm工艺芯片。
他们对2nm（Intel20A）工艺寄以厚望，希望在这个工艺上追平三星和台积电等竞争对手。英特尔声称，如果正确执行IFS和IDM2.0路线图，Intel18A代工节点应该在技术上和上市时间上击败台积电2纳米级节点。
Rapidus紧追其后
上半年消息，日本通过与IBM的许可协议，在2纳米芯片制造技术上正在迎头赶上。日本的新型半导体制造商Rapidus将获得2纳米芯片工艺节点的全环栅（GAA）技术，并作为技术转让计划的一部分，该公司将于今年夏季派遣100名工程师前往IBM。Rapidus的第一批工程师已于今年4月被派往IBM。GAA技术已成为2纳米工艺节点的选择技术，它在较小的节点中将栅极放置在通道的四个方向，以防止电流泄漏，同时使芯片电路线宽最小化。IBM将其GAA技术称为纳米片FETs。
这家日本制造厂计划于2027年开始批量生产2纳米芯片，将于2025年4月在北海道千岁市设立试制生产线。如果其准备工作取得进展，将在纽约和北海道同步推进各种开发。
3nm势头正旺，为何大厂急于投身2nm工艺
2nm节点可以算作开启芯片制造的一个新时代，谁家技术好，自然吸引来的客户就多。
这里不得不提2nm工艺的夸张——照台积电的说法，要在指甲盖大小（100mm²）的芯片上安装490亿个晶体管。在2nm节点，集成电路的线宽接近电子波长，精细程度几乎达到了原子级别，理论上量子隧穿效应已经来到物理极限。在这种情况下，电子很容易通过隧穿效应穿透绝缘层，使器件无法正常工作。这在纳米工艺制程发展的路径上也给工艺带来了不小的挑战。
简单来说，2nm芯片可以应用于智能手机、电脑、自动驾驶、数据中心、可穿戴等等领域，这些领域一旦使用上2nm工艺的芯片，那么在性能上将实现飞跃式的发展。
智能手机性能大幅提升，待机时间更长，速度更快。自动驾驶方面，强大的算力让AI更强大，使用上2nm芯片后，自动驾驶起步、倒车、入库一气呵成。
但优越性能的前提是成熟稳定的工艺以及量产的良率问题，这将是横跨在各家大厂面前急需解决的一个首要问题，其中涉及到半导体材料、光刻、晶体管技术、芯片制造等等一系列技术难题。
在代工市场，技术正在从高k金属栅极平面FET发展到FinFET再到MBCFET和现在的BSPDN（背面供电）。
2nm芯片研发成功，性能翻倍，功耗大幅下降，但距离稳定量产还有一段距离，各大企业纷纷加大研发及产能投入，只看谁能在2nm的赛道上拔得头筹。
本文来源：与非网
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