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2021年01月18日 | 先进制程，台积电、三星、英特尔互不相让

2021-01-18 来源：工商时报

5G、AI、云端运算等高效运算需求持续增加，驱动半导体先进制程的发展，在半导体微缩技术难度与研发成本不断提高下，半导体先进制程逐渐成为被少数IC制造厂垄断的技术，也驱动了台积电、三星与英特尔等近年在先进制程的竞逐。

过去50多年来，IC制造厂主要遵循着摩尔定律，意即固定面积的电晶体数量每二年达到倍增，持续推动半导体制程微缩，其中最主要的重点技术就是定义晶体管特征尺寸大小的微缩技术。随着制程微缩的持续推动，代表晶体管尺寸的微影技术节点不断缩小，从1980年代的微米等级，持续进化到2004年以后的纳米等级，乃至于2020年台积电与三星导入量产的5纳米。

微缩技术节点的推进，主要依循全球主要IC制造相关协会联合拟定的国际半导体技术道路图（ITRS）。2004年进入90纳米节点后，面临持续微缩的技术挑战与成本压力，ITRS参与成员、也就是主要IC制造商陆续退出先进制程研发，从2001年的19家逐渐减少到2016年的五家：台积电、英特尔、三星、GlobalFoundries以及联电，中国大陆的中芯则紧追在后，确立了半导体专业代工产业生态，芯片规格也不再由IC制造商所主导，而是由系统需求、IC设计业者与IC制造商共同决定。

ITRS也在2017年功成身退，取而代之的是更着重于新系统需求的国际元件与系统路线图（IRDS），随着联电及GlobalFoundries相继在2017及2018年宣布放弃7纳米以下制程研发，全球半导体先进制程最终聚焦在台积电、英特尔与三星三家大厂。

在先进制程技术的发展中，英特尔在早年处于绝对领先的地位，技术超越台积电与三星一个世代。然而，在2014年进入14纳米制程后，英特尔在下一世代10纳米技术节点的研发陷入瓶颈，而台积电与三星趁势迎头赶上，于2018年分别导入7奈米量产制程，并于2020年先后导入5纳米量产制程。

英特尔虽于2019年导入了10奈米量产制程，但已落后台积电与三星一年左右，并影响自制高阶芯片的产能与竞争力，为遏制高阶芯片的市占率滑落，英特尔在积极投入下一个技术节点研发的同时，也不得不对委托台积电或三星来完成部分芯片制作的方案，进行审慎的评估。

在晶体管结构选择方面，目前台积电、英特尔、三星都采用鳍式场效应晶体管（FinFET）结构，而下一世代的晶体管结构是所谓的环绕式闸极（GAA）结构，藉由更大的闸极接触面积提升对电晶体导电通道的控制能力，从而降低操作电压、减少漏电流，有效降低芯片运算功耗与操作温度。

技术领先的台积电在3纳米节点则预计持续采用FinFET结构，并规划在2纳米节点才导入GAA结构，但落后的三星与英特尔，则选择在下一技术节点（三星在3纳米，英特尔在5纳米）就导入GAA结构，试图藉由GAA结构的优势提升晶片的效能，来因应与台积电之间的竞争，三星更是规划提前于2021年导入3纳米GAA量产制程，在技术节点的突破时程上再次取得领先地位。

为达成芯片运算效能的持续提升，摩尔定律要求每二年固定面积的晶体管数量倍增，但是，随着技术节点的推进，微影技术以及搭配的薄膜、蚀刻等技术挑战与研发成本持续高涨，历经50余年的摩尔定律已经面临极限。以台积电与三星为例，每一技术节点的尺寸微缩已经无法达到晶体管数量倍增的目标，必须藉由新的方法增加晶体管的密度。

根据IRDS的规划，在2021～2022年以后，FinFET结构将被GAA结构所取代，而半导体先进制程将会迈入2纳米技术节点，但在此之后，制程微缩的难度与成本将会难以承受，取而代之的是在相同的技术节点中发展新的晶体管结构，其中主流的技术发展方向，就是透过晶体管的向上堆叠增加电晶体的数量与密度，再下一步则是透过调整晶体管上方的金属内连线结构，压缩内连线空间形成更密集的电路交错堆叠，以缩小逻辑单元的整体面积。预期未来10年，晶体管与内连线堆叠技术将是半导体制程研发的主要方向，需要IC设计、制程、材料、封装以及制程设备等所有相关技术的密切配合。

摩尔定律面临极限，以金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）为主的硅晶体管在2纳米技术节点之后已面临技术与成本的双重瓶颈，新的晶片结构如晶体管与内连线的3D堆叠设计已被确立为未来十年的发展重点。

面对芯片运算效能提升的需求，IC制造业者必须持续投入研发，而在既有制程技术的精进以外，新结构、新材料或新元件物理的发展将是新的竞逐重点。

台积电三星英特尔

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史海拾趣

DENWIRE公司的发展小趣事

以下是关于DENWIRE公司在电子行业中发展起来的五个相关故事，每个故事都遵循了字数和事实性的要求。

故事一：
DENWIRE公司起初只是一家小型的电线制造商，专注于生产低端音频线缆。然而，随着科技的进步和消费者对于音频质量的追求，公司创始人李先生看到了高品质音频线缆市场的潜力。他带领团队投入大量研发资源，成功开发出了一款具有极低信号损失和出色耐用性的音频线缆，赢得了市场的广泛认可。这款产品不仅让DENWIRE在音频线缆领域崭露头角，也为公司后续的发展奠定了坚实的基础。

故事二：
随着公司规模的扩大，DENWIRE逐渐涉足到了数据传输线缆的生产。在面对激烈市场竞争时，公司坚持创新驱动，注重产品质量。在一次与知名科技公司的合作中，DENWIRE凭借其出色的产品性能和可靠的品质，成功赢得了对方的信任，并签订了长期供货合同。这次合作不仅为DENWIRE带来了可观的收益，也进一步提升了公司在行业内的知名度。

故事三：
在新能源汽车行业蓬勃发展的背景下，DENWIRE敏锐地捕捉到了这一领域的商机。公司迅速调整战略方向，加大了对新能源汽车用线缆的研发和生产投入。经过多次试验和改进，DENWIRE成功开发出了一款符合新能源汽车高标准要求的线缆产品，并在市场上取得了良好的销售业绩。这一成就不仅彰显了DENWIRE的技术实力，也为公司未来的发展开辟了新的道路。

故事四：
面对全球化市场的挑战，DENWIRE积极寻求国际合作与拓展。公司先后与多个国家和地区的知名企业建立了战略合作关系，共同开发新产品、拓展新市场。通过国际合作，DENWIRE不仅学习到了先进的生产技术和管理经验，也进一步提升了自身的品牌影响力和市场竞争力。

故事五：
在环保和可持续发展成为全球共识的背景下，DENWIRE积极响应号召，致力于推动绿色生产和可持续发展。公司投入大量资金引进环保设备和工艺，优化生产流程，减少能源消耗和废弃物排放。同时，DENWIRE还积极参与社会公益活动，回馈社会。这些举措不仅提升了公司的社会形象，也为公司的长期发展注入了新的活力。

Deutronic Elektronik GmbH公司的发展小趣事

1983年，Deutronic Elektronik GmbH在德国阿德尔科芬成立，当时只是一家专注于电源技术的小公司。创始人凭借对电力电子技术的深刻理解和对市场需求的敏锐洞察，开始了公司的创业之旅。公司初期专注于电源产品的研发和生产，通过技术创新和质量保证，逐渐在行业内建立了良好的声誉。

EFINIX公司的发展小趣事

EFINIX公司成立于2012年，由一群来自知名FPGA企业的创始人团队创立。他们拥有丰富的FPGA设计经验，并致力于在可编程逻辑行业实现突破性的创新。公司总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉市，计划采用一种全新的现场可编程门阵列（FPGA）技术——量子可编程技术，来设计芯片。这种技术旨在实现芯片尺寸仅为传统芯片的四分之一，能耗减少一半，同时结构更加简化。EFINIX公司相信，这种技术将推动人工智能和深度学习的发展，使数据处理更加高效。

Amulet Technologies公司的发展小趣事

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C-MEDIA公司的发展小趣事

在音频处理和网络游戏领域取得成功后，C-MEDIA公司并未止步。它持续投入研发资源，不断推动技术创新和产品升级。公司的研发团队致力于开发更高效、更稳定的音频处理芯片，以满足市场对于高品质音频体验的需求。同时，在网络游戏领域，C-MEDIA也不断推出新的游戏内容和服务，以吸引和留住用户。

博众电气(BOZHONG ELECTRIC)公司的发展小趣事

博众电气自创立之初，就明确了自己的市场定位和发展方向。作为一家致力于成为一站式电子物料供应企业的公司，博众电气从一开始就注重技术研发和产品质量。公司创始人凭借对电子行业的深刻理解和敏锐的市场洞察力，为博众电气奠定了坚实的基础。

在初创期，博众电气通过引进国内外先进的生产设备和检测设备，不断提升产品的性能和质量。同时，公司还注重与国内外知名同行的技术交流和协作，积极吸收和借鉴先进的生产和管理经验。这些举措使得博众电气在激烈的市场竞争中逐渐脱颖而出。

问答坊 | AI 解惑

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突然之间感觉咱们的论坛怎么好像都是在传资料，然后需要的人在下载资料了，探讨问题的很少呢？看过一个音响论坛，有很多人在探讨问题。感觉咱们也应该多一点探讨。…

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求购tms320f28035PN和tms320f28069PZ，在网上看了好久，都没有买到这两款IC，那个有的朋友和我联系一下，急用。特别需要28069PZ！有的兄弟和我联系一下： QQ：48188805. [ 本帖最后由 zhengjiewen 于 2011-4-10 17:02 编辑 ]…

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国赛复试题讨论

本帖最后由 paulhyde 于 2014-9-15 03:53 编辑有没有闯进国赛的战友们啊分享下国赛的复试题目吧每个赛区虽然不一样也可以参考啊 …

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