[行業(yè)動態(tài)]3nm，大佬們都在爭什么？
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■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 將電的主動元件（二極體、晶體管）與被動元件（電阻、電容、電感）縮小以后，制作在硅晶圓或砷化鎵晶圓上，稱為「集成電路」（IC：Integrated Circuit），其中「堆積」（Integrated）與「電路」（Circuit）是指將許多電子元件堆積起來的意思。
當你將電子產(chǎn)品打開以后，可以看到印刷電路板PCB，如上圖所示，上面有許多長得很像「蜈蚣」的集成電路（IC），集成電路的尺寸有大有小， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 以處理器為例邊長大約20毫米，上面一小塊正方形稱為「芯片」或「晶?！?，芯片邊長大約10毫米，芯片上面密密麻麻的元件稱為「晶體管」，晶體管邊長大約100納米，而晶體管上面尺寸最小的結(jié)構(gòu)稱為「柵極長度」大約10納米（nm），這個就是 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 常聽到的臺積電「10納米制程」。
10納米到底有多小呢？細菌大約1微米（病毒大約100納米，1000納米等于1微米）。換句話說，人類現(xiàn)在的制程技術(shù)可以制作出只有病毒1/10（10 納米）的結(jié)構(gòu)，厲害吧！
但是現(xiàn)在的技術(shù)越做越進步，所以連3納米，甚至2納米都要出來了。
那么， 什么是場效晶體管（FET：Field Effect Transistor）呢？
晶體管的種類很多，先從大家耳熟能詳?shù)摹窶OS」來說明。MOS的全名是「金屬―氧化物―半導(dǎo)體場效晶體管」（MOSFET：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）， 構(gòu)造如圖右所示，左邊灰色的區(qū)域叫做「源極」，右邊灰色的區(qū)域叫做「漏極」，中間有塊金屬（紫色）突出來叫做「柵極」，柵極下方有一層厚度很薄的氧化物（綠色），因為中間由上而下依序為金屬（Metal）、氧化物（Oxide）、半導(dǎo)體（Semiconductor），因此稱為「MOS」。
MOSFET的工作原理很簡單，電子由左邊的源極流入，經(jīng)過柵極下方的電子通道，由右邊的漏極流出，中間的柵極則可以決定是否讓電子由下方順利獲得，有點像是水龍頭的開關(guān)一樣，因此稱為「柵」；電子是由源極流入，也就是電子的來源，因此稱為「源」；電子是由漏極流出。
MOSFET 是現(xiàn)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最常使用的一種場效晶體管（FET），科學(xué)家將它制作在硅晶圓上，是數(shù)位訊號的最小單位， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以想像一個MOSFET 代表一個0或一個1，就是電腦里的一個位元。
電腦是以0與1兩種數(shù)位訊號來運算， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以想像在硅芯片上有數(shù)十億個MOSFET，就代表數(shù)十億個0與1，再用金屬導(dǎo)線將這數(shù)十億個MOSFET 的源極、漏極、柵極連結(jié)起來，電子訊號在這數(shù)十億個0 與1 之間流通就可以交互運算，最后得到使用者想要的加、減、乘、除運算結(jié)果，這就是電子計算機或電腦的基本工作原理。晶圓廠像臺積電、聯(lián)電，就是在硅晶圓上制作數(shù)十億個MOSFET 的工廠。
「柵極長度」（Gate length）大約10納米，是所有構(gòu)造中最細小也最難制作的，因此 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 常常以柵極長度來代表半導(dǎo)體制程的進步程度，這就是所謂的「制程節(jié)點」（Node）。柵極長度會隨制程技術(shù)的進步而變小，從早期的0.18、0.13微米，進步到90、65、45、22、14納米，到現(xiàn)在最新的制程10、7、5納米，甚至未來的3納米。當柵極長度越小，則整個MOSFET 就越小，而同樣含有數(shù)十億個MOSFET 的芯片就越小，封裝以后的集成電路（IC）就越小，最后做出來的手機就越小啰！
臺積電第一個3納米制程節(jié)點N3在2022年下半年開始量產(chǎn)，預(yù)計還會陸續(xù)推出其他4種N3節(jié)點的延伸制程，共計將有5個制程，包括：N3、N3E、N3P、N3S以及N3X。
臺積電表示， 他們的2納米， 在相同功耗下，將會比3納米速度增快10～15%；或在相同速度下，功耗降低25～30%。此外，2納米平臺涵蓋高效能版本及小芯片整合解決方案，預(yù)計2025年開始量產(chǎn)。
臺積電的3納米、N3和N3E有何不同？
臺積電N3技術(shù)將有四種衍生制造工藝N3E、N3P、N3S和N3X，所有技術(shù)都將支援FinFlex技術(shù)，極大化增強了設(shè)計靈活性，并允許客戶自己排列組合，針對性能、功率和面積目標，做出他們想要的最佳優(yōu)化鰭配置，而且都是做在同一個芯片上。
意思就是說，當開發(fā)人員需要以性能為代價并節(jié)省功耗時，他們會使用雙柵極單鰭FinFET。但是，當他們需要在芯片尺寸和更高功率的權(quán)衡下最大限度地提高性能時，他們會使用三柵極雙鰭晶體管。當開發(fā)人員需要平衡時，他們會選擇雙柵極雙鰭FinFET。那么，N3和N3e有什么差別呢？
N3e其實是因為客戶需要更有價格競爭力的產(chǎn)品，所以就開發(fā)出來，其中就是少了四道EUV的光罩，也降低了成本。
臺積電有說，等他們準備好生產(chǎn)2納米時，就會轉(zhuǎn)向納米片（Nanosheet）晶體管技術(shù)，與英特爾和三星宣布要使用的技術(shù)是差不多的。納米片是種環(huán)繞柵極（GAA） 晶體管，有浮動晶體管鰭、柵極圍繞所以得名。之前英特爾宣布RibbonFET 計畫，技術(shù)就類似納米片。
的確在量產(chǎn)時，新技術(shù)有可能會容易出問題。臺積電的作法就比較不那么激進，他們內(nèi)部是這樣說的：「3納米制程會是受歡迎節(jié)點，并是長節(jié)點，將會有大量需求。但是從3納米到2納米，因晶體管架構(gòu)，納米片對提高節(jié)能和計算效率有獨特優(yōu)勢，觀察客戶產(chǎn)品，要求計算性能更高節(jié)能效果者。到時候，臺積電會與2納米制程一起銷售3納米制程。」
各位如果去查詢臺積電的專利，會發(fā)現(xiàn)它的GAA專利，其實是比三星多出很多，意思就是說臺積電跟英特爾也都在做GAA，不過它們還在研發(fā)階段，沒有量產(chǎn)而已。總之，最后的決戰(zhàn)點，就是在2納米的制程！
現(xiàn)在臺積電的最大勁敵英特爾的進度，到底和臺積電的差距有多少？
其實英特爾的確遇到難題。這幾年他們在7納米和5納米的晶圓制造進度上一再拖延，但是主要是名稱落后，實際上并沒有落后很多。
英特爾的7納米制程，相當于臺積電的5納米制程，原本計畫2021年量產(chǎn)，只落后臺積電5納米制程一年，但是2021年英特爾新任執(zhí)行長季辛格上臺后已經(jīng)宣布延后到2023年量產(chǎn)，一下子落后臺積電三年，而10納米產(chǎn)能不足造成缺貨，桌上型電腦市場被超微（AMD）領(lǐng)先，筆記型電腦市場也岌岌可危。
現(xiàn)在對英特爾最有利的方式是「立刻」將中低階產(chǎn)品外包給臺積電，以相同的制程打敗超微奪回市場，同時替自己爭取兩年時間協(xié)調(diào)晶圓廠與設(shè)計部門把先進制程的問題解決。當然，在技術(shù)上，英特爾沒有想像中弱，季辛格是技術(shù)出身的，你可以感受到現(xiàn)在他就是要全力拼技術(shù)。
那英特爾的2納米會有那些新技術(shù)呢？簡單來說，就是電源金屬（PowerVia），以及帶式場效晶體管（RibbonFET）兩項。
英特爾在晶圓技術(shù)上有臺積電在前，處理器部分又有輝達和AMD在追趕，現(xiàn)在看起來，這個是不是只是畫了一個技術(shù)路線的時間，而且英特爾現(xiàn)在規(guī)劃的每年都有一個進程，依照之前的狀況，延誤的機會是很高的。事實上，英特爾就延后了5納米的量產(chǎn)。以臺積電來說，是以兩年為一個節(jié)點來規(guī)劃。不過呢，不管怎么樣，都要注意英特爾的技術(shù)研發(fā)能力，這是他們最強的部分。
另外，想提一下，雖然技術(shù)競爭上未有定數(shù)，但是在公司管理上，不要忽略臺積電的利潤上的控管，不斷都比同產(chǎn)業(yè)的公司強。 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 拿英特爾來舉例，英特爾本身不斷有「成本結(jié)構(gòu)性問題」，投資的設(shè)備，用了2～3 年就要將設(shè)備賣到二手市場，反觀臺積電成本結(jié)構(gòu)，就算設(shè)備折舊5年后仍可以用個20、30年。這也是競爭力的一環(huán)，不可小覷。
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