作为芯片代工领域中的两大巨头,台积电、三星的竞争尤为激烈。为了提高自身的市场竞争力,三星抢先一步,推出了世界首枚3纳米芯片“SRAM存储芯片”,也因该枚芯片,三星一段时间内被冠以“芯”王的称呼。直到“蓝色巨人”IBM公司和它的 2纳米芯片的出现。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(1)

我是柏柏说科技,90后科技爱好者。今天带大家了解的是:IBM打破技术瓶颈,推出的全球首枚2纳米芯片以及2纳米芯片的面世,将会给全球半导体领域和我国的半导体发展带来怎样的连锁反应。

2021年5月6日IBM推出了世界首枚2纳米工艺的半导体芯片。该消息一经放出,瞬间激起了半导体领域中的千层巨浪。在这里补充一点:IBM是全球最大的信息技术业务解决方案公司,坐落于美国纽约的阿蒙克市。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(2)

据悉,该枚芯片的晶体管密度台积电5纳米芯片晶体管密度的2倍,核心指标数为333.3MTr/mm2。此外,与业界估计的台积电的3纳米芯片密度相比,IBM推出的2纳米芯片比台积电的3纳米芯片高出11.4%,台积电的3纳米芯片晶体管数量为292.21MTr/mm2。补充一点:MTr/mm2的含义为:每平方毫米多少百万颗晶体管

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(3)

简单来说,IBM推出的2纳米半导体芯片在150平方毫米(指甲盖大小)的面积内,可以容纳500亿颗晶体管,可见该枚芯片的集成度有多么惊人。值得一提的是:IBM公司推出的2纳米芯片,很大可能是一枚用于计算机领域的芯片。

在芯片性能和功耗上,与台积电的7纳米芯片相比IBM推出的2纳米芯片性能提升75%,功耗降低75%,运行速度提升45%。芯片技术采用的是GAAFET(环绕栅极场效应晶体管)。有意思的是:三星的3纳米SRAM存储芯片使用的技术也是GAAFET(环绕栅极场效应晶体管)。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(4)

在这里简单为大家介绍一下GAAEFT(环绕栅极场效应晶体管)。GAAFET(环绕栅极场效应晶体管)技术分为两种,一种是常规的GAAFET(被包含于GAAEFT概念),另一种则是MBCFET(多桥通道场效应晶体管)。方便大家更好理解,在这里拿当下最火的FINFET(鳍式场效应晶体管)作为对比。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(5)

在排序上;GAAEFT与MBCFET更加紧密有序,分别采用“环绕式”和“多通道”来完成能源传输。由于优化了能源利用方式,对比传统的FINFET,GAAEFT与MBCFET的功耗大幅降低。这一点通过三星推出的3纳米SRAM存储芯片其功耗降低50%和IBM推出的2纳米计算机芯片其功耗降低75%也能看出。

值得一提的是:台积电即将在今年第三季度投用的4纳米制程和明年第三、第四季度投用的3纳米制程,使用的芯片技术都是FINFET,并不是GAAFET。在2纳米芯片制程中,台积电采用了GAAFET技术。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(6)

至于原因,可能是台积电考虑到芯片制程的稳定性和技术运用的成熟性。因为对比FINFET,GAAFET是一个新型技术。但通过台积电在其2纳米制程中融入GAAFET技术可以看出,GAAFET将会逐渐替代FINFET。

在这里穿插一点:目前中芯国际N 1、N 2工艺采用的技术也是FINFET(鳍式场效应晶体管)。IBM推出2纳米芯片,将会给半导体领域带来怎样的影响呢?让我们继续往下看。首先是芯片代工领域。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(7)

5G通讯的成熟加速了大数据化时代的到来,智能设备对数据传输的高需求,提高了原有芯片制程的门槛。目前半导体行业已经来到了5纳米时代,负责芯片代工业务的两大巨头,台积电、三星已经相继完成了3纳米芯片制程工艺的突破。在此趋势下,苹果、英特尔、高通等芯片巨头逐渐将目光从5纳米转向3纳米。

在苹果、英特尔、高通等芯片巨头将目光放在3纳米制程的时候,IBM率先推出2纳米制程工艺的半导体芯片,无疑是对这些厂商的一棒重击。在此影响下,芯片厂商势必会加快芯片制程,提高市场竞争力。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(8)

在半导体领域中,基础建设决定上层技术,上层技术反作用于基础建设。IBM推出2纳米半导体芯片,将会刺激台积电、三星等芯片代工厂商加快芯片制程研发,以便抢先一步占据市场。换句话说:IBM将会在2纳米芯片制程领域中,担任“引路人”的角色。

在这里补充一点,IBM并不是首次在芯片制程领域中担任“引路人”。2015年IBM率先造出7纳米芯片,2017年IBM率先造出5纳米芯片。在电压、规格等其它芯片指标的定义中,IBM拿下了主导权。这次IBM推出的2纳米芯片,不出意外将会继续成为其它芯片厂商的“参考书”。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(9)

有一点需要注意,IBM公司并没有自己的芯片代工厂。早在2014年,IBM便将自己的代工厂卖给了格芯,合同为10年。看到这里,可能有些朋友会说:“这不是自相矛盾吗?没有代工厂,芯片是哪里来的呢?”

简单来说:IBM公司在芯片制程领域中,主要起着测试样品、新型概念技术是否可行的作用。在芯片进入正式使用前,IBM公司便提前研制、测试,依次为其他芯片厂商提供参考、借鉴,是一家芯片设计公司。因此,IBM并不负责生产芯片。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(10)

说完IBM,让我们将目光放在我国的半导体身上。值得一提的是:IBM推出的2纳米芯片,将会在一定程度上促进我国半导体行业的发展,为我国的芯片厂商提供相应借鉴(注意是借鉴,不是意味着我们实现量产)这样说也是有理由的。

早在1934年,IBM便与我们国家有着密切的合作关系。1979年IBM公司在我国安装了第一台IBM中型计算机。80年代中后期,IBM先后在北京、上海设立了办事处。1992年在中国成立公司,20世纪90年代中后期,IBM将世界级领先计算机水平引入我国,极大地促进我国计算机领域的发展。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(11)

伴随着信息化时代的发展,IBM已经成为我国金融、交通、政府、教育、电信等许多重要业务领域的最可靠的信息技术手段。同时IBM的客户遍及我国经济的各条战线。值得一提的是,截止目前,IBM并未受到美国技术调控、限制的影响。因此说,IBM推出2纳米芯片,将会在一定程度上促进我国半导体行业的发展。

虽说IBM不能解决我们在芯片代工方面被国外卡脖子的现状,但可以保证我们在芯片设计方面,不会被国外落下太多。

当然,求人不如求己。现阶段只有掌握核心技术,才能够在半导体领域中站稳脚跟。祝愿国产半导体能够愈发强大,早日实现芯片自主化生产的目标。

全球第一颗3nm芯片(全球首枚2nm芯片面世)(12)

对于IBM公司推出的2纳米半导体芯片,大伙有什么想表达的吗?你认为我们在芯片制程领域中,能否实现持平、进而赶超呢?欢迎在下方留言评论。我是柏柏说科技,90后科技爱好者。关注我,带你了解更多资讯,学习更多知识。

,