■用钱堆出来的FinFET工艺( 四 )


三星代工(Samsung Foundry)
■用钱堆出来的FinFET工艺
本文插图
三星电子成立于1969年 , 1974年通过收购韩泰半导体(Hankook Semiconductor)50%的股份 , 成立半导体事业部 , 开始进军半导体产业;1979 年收购全资拥有韩泰半导体 , 并更名三星半导体;1983年正式进军存储器行业 , 开发出韩国第首个64K DRAM;1988年半导体业务和电子及无线通讯业务合并成立三星电子;2005年开始晶圆代工业务;2017年5月12日 , 三星电子宣布调整公司业务部门 , 将晶圆代工业务部门从系统LSI业务部门中独立出来 , 成立三星电子晶圆代工 。
三星进入晶圆代工领域 , 初始一直瞄准先进工艺 , 2006年首个客户签约65纳米;2009年45纳米工艺开始接单 , 同年11月在半导体研究所成立逻辑工艺开发团队 , 以强化晶圆代工业务;2010年1月首个推出32纳米HKMG工艺 。
在推出32纳米工艺后 , 三星跳过28/22纳米 , 直接跨入到14纳米工艺 , 要和晶圆代工老大台积电展开面对面的肉搏 。
2014年推出第一代14纳米FinFET工艺 , 称作14LPE(Low Power Early , 低功耗早期) , 并于2015年成功量产;2016年1月推出第二代14纳米FinFET工艺 , 称作14LPP(Low Power Plus , 低功耗增强) , 功耗降低15;2016年5月推出第三代14纳米FinFET工艺并量产 , 称作14LPC;2016年11月推出第四代14纳米FinFET工艺 , 称为14LPU(Low Power Ultimate , 低功耗终极) 。 并在14纳米的基础上 , 推出微缩版11LPP 。
2016年10月17日 , 第一代10纳米FinFET工艺量产 , 称为10LPE , 新工艺性能可以提供27% , 功耗将降低40%;2017年11月 , 开始批量生产第二代10纳米FinFET工艺 , 称为10LPP , 性能提高10% , 功耗降低15%;2018年6月 , 推出了第三代10纳米FinFET工艺 , 称为10LPU , 性能再次得以提升 , 三星电子采用10纳米的三重图案光刻技术(LELELE) 。
三星10纳米以下第一个节点本来是7纳米 , 但是由于7纳米量产受阻 , 转而在2018年11月率先推出8纳米 , 8纳米制程的8LPP是10LPP的升级终极版 , 相比10LPP提升10%效率 , 减小10%面积 。
三星将在7纳米工艺及以下工艺全面使用EUV方案 。 7LPE已经在2019年4月已经完成验证 , 2020年2月20日 , 三星宣布首条EUV方案专用生产线V1投产 , 表示三星7LPP已经准备好 。 但是试产和量产是两个不同的过程 , 如何保证量率和技术迭代 , 对三星是个挑战 , 千万不要再犯当年14纳米的错 。 高通首款5G SoC 单芯片骁龙765 / 765G就是采用7LPP工艺 , 不过7LPP好像较计划有所推迟 。
三星的5纳米(5LPE)是7纳米(7LPP)工艺缩减(shrink)下来的 , 后部金属工艺技术基本兼容 , 尺寸变化不超过10%(等比例缩小是变化30%) , 密度提高1.3倍 , 功耗降低20%或将性能提高10% 。 2020年2月 , 高通发布的骁龙X60基带芯片就是采用5LPE工艺 。
5纳米之后 , 就是4纳米 。 三星表示这是最后一次应用FinFET技术 , 延续5LPE工艺的成熟技术 , 方便客户升级 , 4纳米芯片面积更小 , 性能更高 , 可以快速达到高良率量产 。 同时 , 三星还计划在2020年推出6LPE和4LPE工艺 。
4纳米之后就是3纳米 。 三星表示 , 3纳米将引入设计的晶体管(GAA-FET) 。 3纳米制程分3GAE、3GAP两个时代 。 首发3GAE是第一代GAA技术 , 根据官方说法 , 因是全新GAA晶体管结构 , 三星使用纳米设备制造出MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET) , 可显著增加晶体管性能 , 以取代FinFET晶体管技术 。 此外 , MBCFET技术还能兼容现有FinFET制程技术及设备 , 加速制程开发及生产 。 2019年三星曾表示 , 与7纳米制程相比 , 3纳米制程可将核心面积减少45% , 功耗降低50% , 整体性能提升35% , 预计最快2021年量产 。