半导体行业将迎来全新的2nm时代

目前，推动半导体行业发展的方式主要有两种，一个是尺寸缩小，另一个是硅片直径增大。由于硅片直径增大涉及整条生产线设备的更换，因此目前主要发展路线是尺寸的缩小。除此之外，利用成熟特色工艺及第三代半导体材料改进半导体产品的性能也被企业大量采用，这将开辟摩尔定律的另一片新的天地。

据悉，台积电3纳米工厂已经通过环境评测，依据原定时程，全球第一座3纳米工厂，可望在2020年动工，最快2022年年底量产。此外，由于三星在台积电之前抢先公布它的3纳米将采用环栅FinFET的纳米片结构，两家3纳米制程战争一触即发。另有消息报道，台积电仍沿用升级版的FinFET架构，可能采用迁移率更高的材料，而非环栅纳米片结构。

两家在不同的工艺与架构问题方面各自大作文章，其中的关键是要找出性能瓶颈之所在，然后以最具成本效益的方式使用最佳工具来分别解决这些瓶颈。无论是I/O、内存接口还是过热的逻辑块，系统的运行速度都只能与该系统中最慢的组件一致。

其实，先进封装也是解决方案之一。在某些情况下，前道工艺的每一节点的进步都可能需要一个完全不同的体系结构与之配合。它可能是更多的软硬件协同设计，与整个设计优化为一个系统。如果有一种一致的方法来描述这些设备并将它们连接在一起，那么釆用chiplet等方法可以更节省时间。

目前至少有六种主流的芯片/小芯片组合方式，还有更多的正在进行中，不难想象每个芯片供应商会根据价格、功耗、性能甚至地区标准快速地提供定制解决方案。因此，虽然应用于高性能计算（HPC）及5G开发的芯片可能需要最新的2nm制程，但是与它配套的可能是16nm的SerDes、28nm电源模块和40nm安全芯片等，同时它们将集成在一体。

本文整合自：贤集网、Taylor

责任编辑：符乾江