关于三星5nm、4nm、3nm工艺分析和全新晶体管架构介绍

这两年，三星电子、台积电在半导体工艺上一路狂奔，虽然有技术之争但把曾经的领导者Intel远远甩在身后已经是不争的事实。

在美国举行的三星工艺论坛SFF 2018 USA之上，三星更是宣布将连续进军5nm、4nm、3nm工艺，直逼物理极限！

其中，4 纳米工艺仍会使用现有的 FinFET 制造技术，这一制造技术在高通骁龙 845 和三星 Exynos 旗舰芯片中均有使用。但到了 3 纳米工艺结点，三星便开始抛弃 FinFET 技术，转而采用 GAA 纳米技术。

具体如下：

7LPP (7nm Low Power Plus)

三星将在7LPP工艺上首次应用EUV极紫外光刻技术，预计今年下半年投产。关键IP正在研发中，明年上半年完成。

5LPE (5nm Low Power Early)

在7LPP工艺的基础上继续创新改进，可进一步缩小芯片核心面积，带来超低功耗。

4LPE/LPP (4nm Low Power Early/Plus)

最后一次应用高度成熟和行业验证的FinFET立体晶体管技术，结合此前5LPE工艺的成熟技术，芯片面积更小，性能更高，可以快速达到高良率量产，也方便客户升级。

3GAAE/GAAP (3nm Gate-All-Around Early/Plus)

Gate-All-Around就是环绕栅极，相比于现在的FinFET Tri-Gate三栅极设计，将重新设计晶体管底层结构，克服当前技术的物理、性能极限，增强栅极控制，性能大大提升。

三星的GAA技术叫做MBCFET(多桥通道场效应管)，正在使用纳米层设备开发之中。

大家可能以为三星的工艺主要用来生产移动处理器等低功耗设备，但其实在高性能领域，三星也准备了杀手锏，大规模数据中心、AI人工智能、ML机器学习，7LPP和后续工艺都能提供服务，并有一整套平台解决方案。

比如高速的100Gbps+ SerDes(串行转换解串器)，三星就设计了2.5D/3D异构封装技术。

而针对5G、车联网领域的低功耗微控制器(MCU)、下代联网设备，三星也将提供全套完整的交钥匙平台方案，从28/18nm eMRA/RF到10/8nm FinFET任君选择。 

同时，三星在补充发言中提到，“Key IP”将在 2019 年上半年实现交付，这就意味着某个客户的处理器芯片已经向三星下订单了，明年就能交付。

7nm芯片手机何时出？

关于7nm制程，今年年底之前可能会有基于三星 7 纳米工艺芯片的手机亮相吗？可能性或许不大，虽然高通新一代芯片骁龙 855 也将交给三星负责生产，但不要指望今年立马发布然后大规模量产，即便量产可能也要等到今年的第四季度末。

当然了，三星的 7 纳米工艺面对外开放代工，任何芯片厂商都有可能下单，包括自家的 Exynos 芯片。只不过，一些厂商的 7 纳米芯片可能更早运用到产品中，例如华为海思的麒麟芯片以及苹果的 A 系芯片。此前一直有消息称，华为即将发布的麒麟 980 芯片将基于 7 纳米工艺生产，而且就在下半年亮相，同时苹果的 A12 目前似乎已经开始试产，这些台积电代工的 7 纳米芯片，均有可能比三星更早进入市场。

其实，上边提到的这些工艺制程技术对于一般手机用户并不意味着什么，三星只是告诉我们现有的工艺技术可能还会延续几代产品，而对于未来更先进更小的工艺制程，则可能需要一些新的技术。那么，这些新的工艺制程又何时问世呢？如果三星的线路图不变的话，三星会在 2019 年生产 5 纳米芯片，2020 年生产 4 纳米芯片，2021 年生产 3 纳米芯片。