三星稱2021年量產3nm晶元：性能提高35％能耗降低50％
智東西（公眾號：zhidxcom）編 | 王小溪
導語：三星將於2021年推出3nm GAA晶元，相比7nm晶元，新晶元性能將會提高35%，功耗將降低50%。
智東西5月15日消息，據外媒報道，三星將在2021年將面向市場推出其「環繞式柵極（Gate All Around，GAA）」處理器技術。該公司將GAA技術視為7nm節點之後取代FinFET晶體管的新一代候選技術，此技術能讓晶元性能比7nm晶元提高35％，能耗降低50％。
據稱，搭載此項技術的首批3nm三星智能手機晶元將於2021年開始批量生產。而對於性能要求更高的晶元（如圖形處理器和數據中心的AI晶元）將於2022年量產。
三星的GAA技術將領先台積電（TSMC）12個月、領先英特爾兩三年，成為其與競爭對手英特爾和台積電在競爭過程中的重要優勢。
一、三星GAA技術讓晶元更小更快
三星在加州聖克拉拉舉行的晶圓代工論壇（Foundry Forum）上宣布，這項GAA技術能夠對晶元核心晶體管進行重新設計和改造，使其更小更快。
國際商業策略公司（International Business Strategies）首席執行官Handel Jones表示，三星強大的材料研究項目正在取得成效。
他說：「三星GAA技術領先於台積電大約12個月，而英特爾可能會比三星落後兩三年。」
三星取得的進展將使摩爾定律所規定的進度延長，它將確保我們的手機、手錶、汽車和家庭能夠更加智能化。
三星代工業務營銷副總裁Ryan Lee表示：「GAA技術將標誌著我們代工業務的新時代。」
二、什麼是GAA技術？
幾十年來，微型電子開關晶體管一直是構建CPU的基石，它通過控制電流的開關讓晶元具備處理數據的能力。縮小晶體管是晶元取得進步的關鍵。
在晶體管中，柵極可以控制電流是否流過溝道。在早期的設計中，柵極被安裝在通道頂部，但是較新的設計將通道變成了鰭型，柵極被平放下來。傳統FinFET的溝道僅三面被柵極包圍，而GAA以納米線溝道設計為例，溝道的整個外輪廓都被柵極完全包裹住，意味著柵極對溝道的控制性能更好。
與一些人設想的圓形納米線性形狀的鰭片不同，三星採用的是納米板片形狀的鰭片。
Lee說針對智能手機和其他移動設備的首批3nm晶元將於2020年進行測試，於2021年開始量產。而對於性能要求更高的晶元（如圖形處理器和數據中心的AI晶元），將於2022年量產。
英特爾和台積電並未立即評論此事。
三、「小」無止境
人們可以從很多方面去推進處理器的進步，但縮小電路元件的尺寸是最為關鍵的方面。如今三星製造的晶元已經使用了7nm的工藝。
Lee表示，三星正在改進7nm工藝，讓晶元可以採用6nm、5nm和4nm的工藝。GAA技術可以讓讓三星將電路縮小到3nm。
不過，「小」無止境，Lee預測，GAA技術有望讓電路改進到2nm甚至是1nm。
他預計，在未來電路元件的尺寸會更小：「我確信將有超過1納米的新技術。儘管我不確定它會是什麼樣的結構，但它總會出現。」
三星的5nm晶元有望在2020年上市。該公司之前發布了早期的生產工具，因此客戶也可以開始設計和調整3nm的晶元。
結尾：3nm晶元性能好、功耗低，但價格更貴
在處理器製造的輝煌時代，新一代技術將帶來更小更快的晶元，而不會增加功耗。三星將於2021年推出的3nm晶元，能讓性能提高35％的同時將功耗降低50％。
不過，世上安得三全法，新的晶元在性能、功耗上都將有很大的改善，在價格上，3nm晶元將會讓買家躊躇一把。正如三星即將推出的5nm晶元將比目前的7nm晶元貴，3nm晶元將比之前歷代晶元更貴一些。
文章來自：CNET
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