三星和台积电3nm同年量产，客户花落谁家？

滕冉

在三星宣布3nm工艺投产延迟后不久，台积电公开其相关工艺“有序推进”。由于多种原因，三星和台积电3nm工艺预计将会同在2020年大批量生产，三星的GAA技术与台积电FinFET工艺究竟谁能获得市场肯定？

GAA全面超越FinFET工艺

下一代GAA晶体管可以提高30%性能、减少45%面积、降低50%的能耗。

在过去的十年中，基于逻辑的工艺技术创新的主要驱动力是鳍式场效应晶体管（Fin Field-Effect Tran-sistor，简称FinFET）。与标准平面晶体管相比，FinFET可以在工艺节点减少时实现更好的性能和电压缩放，从而最大程度地减少了晶体管限制的负面影响。FmFET通过沿垂直方向缩放来增加晶体管的沟道与栅极之间的接触面积，从而实现工作。与平面设计相比，它可以实现更快的开关时间和更高的电流密度。但是，与平面晶体管一样，FinFET晶体管最终会达到随着工艺节点缩小而无法扩展的程度。为了进行缩放，需要增加通道和栅极之间的接触面积，而实现此目的的方法是使用全能栅极（Gate-all-around，简称GAA）设计。GAA会调整晶体管的尺寸，以确保栅极也位于沟道下方，而不仅在顶部和侧面。这允许GAA设计将晶体管垂直堆叠，而不是横向堆叠。

基于GAA可以有多种形式。大多数研究都针对基于纳米线的GAAFET，它们具有较小的沟道宽度井使沟道尽可能地小。这些类型的GAAFET通常用于低功耗设计，但很难制造。另一种实现方式是使通道像水平纸一样，增加通道的体积，从而为性能和缩放带来好处。这种基于纳米片的GAAFET被三星称为多桥沟道FET或MBCFET，它已经成为三星公司的商标名称。……