台积电投资转型1.4nm工艺节点的可行性如何？

大型晶圆厂竞争对手台积电（TSMC）和三星代工厂（Samsung Foundry）之间的工艺节点战争泛起了新涟漪。业界报告称，台积电在6月份将其3nm工艺研发转化为1.4nm工艺，这可能会引发台湾领先的纯晶圆厂和三星之间的另一轮工艺节点对决。然而，目前尚不清楚台积电将会从哪些方面对1.4nm工艺的几何结构进行设计。荷兰光刻机巨头阿斯麦(ASML)称:“在元件方面，目前的技术创新足够将芯片工艺推进到至少1nm节点，包括gate-all-around FET（环绕栅极晶体管），nanosheet FET，forksheet FETs以及complementary FET”。这也意味着摩尔定律可继续生效十年甚至更长时间。此外，光刻系统分辨率的改进（预计每6年左右缩小2倍）和边缘放置误差（EPE）对精度的衡量也将进一步推动芯片尺寸缩小的实现。xBmednc

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图1 台积电多年来在纳米制造领域一直保持领先地位

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在过去几年中，这两家代工厂一直在开发10nm以下的制造工艺的领域相互竞争。到目前为止，开发最小节点的公告来自三星，三星公布了在2025年生产2nm工艺芯片的计划。xBmednc

这家韩国大型晶圆厂目前正忙于在它新的3nm工艺节点上大规模生产芯片，该节点基于下一代晶体管结构，称为栅极全能（GAA）。GAA制造技术将大量MOS晶体管集成到一个更小的芯片中。三星称之为多桥通道场效应晶体管（MBCFET）。xBmednc

图2 三星在2017年进入代工业务。xBmednc

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在这里值得一提的是英特尔，它在10nm以下的工艺节点晶圆厂竞赛中保持遥遥领先，获得了第三名。虽然英特尔目前还在较小的工艺节点上苦苦挣扎，但它计划在2024年下半年通过批量生产1.8nm芯片来追上2nm以下的工艺节点领域。xBmednc

同样值得注意的是，虽然因为台积电和三星创建了10nm以下的工艺节点，两者都被认为是超级晶圆厂游戏的主要参与者，但台积电在实际市场份额方面却居于高位。据台湾市场研究公司TrendForce称，台积电在2021年第三季度的市场份额达到52.1%，远远超过三星所占据的18.3%。xBmednc

目前台积电的3nm的芯片在准备量产中，而2nm的芯片工艺已经取得了巨大突破，并且在筹备建设2nm的工艺工厂。预计会在2024年试产，2025年量产。随着半导体行业向更小的工艺节点迁移，仍然还存在很多的风险，台积电的经理们对这一点也很明确。xBmednc

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（本文部分内容来源于EDN美国版，参考链接：How real is TSMC's bid for conversion to 1.4-nm process node? - EDN   ，By：MAJEED AHMAD，由Bowen Tan编译。）xBmednc