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《韩国三星首次研发5纳米半导体工艺》

  • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者： 冯瑞华
  • 发布时间：2019-05-22

  • 韩国《中央日报》发布消息称，三星电子已成功研发出5纳米(nm)半导体工艺，并于4月中正式量产首个利用极紫外光刻(EUV)的7纳米芯片。对于新一代半导体的精密工艺问题，三星电子与各企业间的技术较量也日趋激烈。

    　　三星电子宣布成功开发的5纳米精密工艺采用了比现有的ArF更优越的EUV技术。与ArF工艺相比，EUV短波长，能够更加准确地画出精密半导体的电路。半导体的电路越设计越薄，芯片的尺寸变小，耗电量也同时减小，发热也降低，因此精密工艺尤为重要。

    　　三星电子方面表示，此次开发的“5纳米工艺”通过最优化的单元储存设计，将比已有的7纳米减少25%的面积大小，同时电量使用率提高20%，性能提高10%。

  • 原文来源：http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201905/t20190522_146720.htm
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    • 基于韩国三星公司晶圆代工厂事业部提供的5nm工艺，韩国半导体设计解决方案供应商 ADTechnology宣布和韩国芯片初创企业 BOS Semiconductor 共同开发基于 5 纳米工艺的汽车高性能系统级芯片（SoC），其中 BOS Semiconductors 是一家专门从事汽车系统 IC 设计的无晶圆厂初创公司。 该合作伙伴计划到2024年通过MPW对用于自动驾驶的神经网络处理加速器（NPU accelerator）SoC进行原型设计和验证，并随后进行大规模生产。此外，ADTechnology公司还表示，到2027年计划开发用于汽车市场的“超级SoC”并将其商业化，这一战略合作伙伴关系将为实现长期增长奠定基础。 双方目前正在开发的NPU加速器系统级芯片是自动驾驶系统的核心组件，该系统需要复杂的神经网络算法来处理来自摄像头、激光雷达和雷达等传感器的大量数据，以感知和理解周围环境，做出决策并控制车辆。 NPU加速器系统级芯片负责加速自动驾驶中各种感知和决策任务中使用的神经网络模型的数据处理。 BOS Semiconductors旨在利用高性能、低功耗的NPU并优化软件以实现更高能效，目标是将其集成到4级或更高级别的自动驾驶系统中。该产品的成功开发和商业化将使BOS半导体公司成长为汽车系统半导体行业的全球参与者，并有望拓展海外市场。
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    • 尽管欧洲在全球半导体产业链中占据极为重要的地位，可晶圆制造特别是先进工艺的实力并不强。近日，面对美国、日韩纷纷强化半导体制造能力的情势，欧洲也再次燃起先进半导体制造的雄心。在一项名为《2030数字指南针》计划中，欧盟委员会提出新的目标，到2030年欧洲先进和可持续半导体的生产总值至少占全球生产总值的20%，生产能力冲刺2nm。那么，欧洲是否有能力打造一座先进工艺的半导体制造厂?又该如何发展? Fablite模式盛行限制了制造产能扩张 “欧洲的半导体产业的整体实力很强。概括来说，欧洲的半导体研究历史悠久、产业链各环节基础扎实、科研机构实力强劲。”半导体专家莫大康在接受记者采访时指出。从半导体产业链各环节来看，全球最大的移动IP供应商ARM、光刻机行业巨头阿斯麦(ASML)、德国化工巨头巴斯夫、全球知名的独立公共研发平台IMEC均起源于欧洲。 更加值得重视的是英飞凌、恩智浦和意法半导体这三大巨头。英飞凌在20世纪90年代末由西门子半导体部门独立而来，恩智浦则是2006年从飞利浦的半导体业务独立而来，意法半导体来自于法国和意大利两国的强强技术联合。正是因为有着这样的渊源，英飞凌、恩智浦、意法半导体等欧洲半导体公司在射频技术、嵌入式AI、智能传感器、微控制器、低功耗技术、安全部件等方面拥有很强的实力，这些技术广泛应用于智能制造、汽车电子等领域。 然而，与强大的设计、研发实力相比，欧洲在晶圆制造特别是先进工艺上的实力相对薄弱。ICInsights数据，在价值4400亿欧元的全球半导体市场中，来自欧盟的份额大约在10%，也就是440亿欧元左右。欧州半导体制造产能在全球市场中只占9%。集邦咨询发布的2021年第一季度全球十大晶圆代工厂商中，也没有来自欧洲的厂家。 为什么欧洲在半导体制造方面实力不足呢?“台湾经济研究院”研究员刘佩真指出，重要原因是欧洲企业的意愿不强。恩智浦主攻车载通信和射频芯片模块，收购飞思卡尔又使其一举成为MCU领域的全球第一，去年再次收购Marvell的无线连接业务，开始大力拓展UWB、NFC等射频业务。英飞凌近来持续加码功率半导体业务，2015年收购美国国际整流器公司，进一步强化了第三代化合物半导体的技术优势;2019年收购赛普拉斯，加强了MCU与互联技术的实力。依托传感器、MCU、功率半导体等业务的实力，意法半导体同样关注汽车、工业半导体与消费电子领域。“这些领域的芯片所使用的工艺技术多为传统特色工艺，加之终端客户大多位于亚洲，因此欧洲半导体企业更倾向于采取Fablite模式，即核心的产品技术在自家晶圆厂中生产，而将非核心产品委托给代工厂加工。这就导致欧洲企业并没有建设庞大晶圆制造产能的需求。”莫大康也表示。 欧洲发展晶圆制造变得迫切起来 专注于汽车电子、工业产业等稳健领域，使得欧洲企业错过了存储器、晶圆代工、智能手机芯片等需要先进工艺的热门领域。但是，近年来，汽车的智能化、网联化趋势越来越明显，制造业也在不断推进数字化、智能化改造，芯片在汽车、工业创新中所发挥的作用越来越明显，算力需求越来越强劲。 恩智浦大中华区主席李廷伟就表示，恩智浦下一代S32平台中将采用5纳米制程，以满足先进汽车架构对高度整合、低功耗和高运算能力的需求，支持更多智能化的汽车应用和创新，进一步推动汽车向强大的道路计算系统转变。这也显示出，欧洲发展晶圆制造特别是先进工艺的需求正变得迫切起来。 事实上，欧洲曾经多次推动本土芯片制造能力的恢复。2009年，从英飞凌拆分出来专攻DRAM制造的奇梦达公司宣布破产，成为欧洲发展先进半导体制造的一个重大挫折。2012年，欧盟负责数字议程的委员NeelieKroes也曾经着手推动欧洲半导体芯片业务，并提出了著名的“芯片空中客车(Airbusofchips)”议程，即将公司、地区和欧洲利益相联合，以重振芯片制造。 FutureHorizons公司首席执行官MalcolmPenn表示，如果欧洲各机构、研究中心和半导体公司能够联合起来，欧洲有望实现芯片制造能力的恢复。 如何实施新版“芯片空中客车”计划? 那么，欧洲应当如何实施其新版的“芯片空中客车”计划呢?Penn认为，应该从技术研发方面切入，发挥欧洲在技术研发上的优势。当前全环绕栅极效应管(Gate-All-Around)技术就是另一个难得的机会。该技术尚处于起步阶段，对所有人来说都是陌生的。欧洲可以不用追赶鳍式场效应管(FinFET)技术上的领先者，而是和台积电、三星等公司处于同一起跑线上。 莫大康则强调，现在人们一提到芯片制造往往想到晶圆代工。然而，欧洲发展先进工艺并不适合采用代工模式，而是应当依托现有大型半导体企业，依托这些企业在技术、市场以及晶圆制造方面的雄厚基础。只要资金有保证，是有很大机会发展起来的。 不过，值得注意的是，很多欧洲半导体企业对发展先进制造的意愿并不强烈。英飞凌CEOReinhardPloss表示，欧洲的科技产业规模不够大，不值得让芯片生产本地化。即使资金被用来在欧盟境内兴建晶圆制造厂，它们的最大客户仍然是外国科技巨头，在这种情况下，生产本土化于事无补。ASML首席执行官PeterWennink也对此持怀疑态度，他表示：“建立全球无摩擦半导体生态系统已经花费了数十年的时间。如果打算将其分解，将增加成本。” 毫无疑问，欧盟计划建设先进工艺晶圆厂的原因，离不开全球先进晶圆产能逐渐向三星和台积电等巨头集中的现状。然而，计划能否成功，尚需说服更多企业对此计划产生足够的意愿。因此，计划最终能否成功，仍需拭目以待。
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