三星公布新芯片工艺节点：2nm工艺SF2Z将于2027年大规模生产

当地时间6月12日，三星电子在加州圣何塞的设备解决方案美国总部举办三星晶圆代工论坛(Samsung Foundry Forum, SFF)，公布了其最新代工技术路线图和成果。

第一财经记者获悉，三星公布了两个新工艺节点，包括SF2Z和SF4U。其中，SF2Z是2nm工艺，采用背面电源输送网络（BSPDN）技术，计划在2027年大规模生产。SF4U则是4nm工艺变体，通过结合光学缩放技术改进功率、性能和面积（PPA），该工艺计划于2025年量产。此外，三星重申，公司对SF1.4（1.4nm）的准备工作进展顺利，正在按计划达成性能和量产目标，预计该工艺将于2027年量产。

其中，SF2Z的BSPDN技术将电源轨置于晶圆背面，以消除与电源线和信号线有关的互联瓶颈。据三星介绍，与第一代2nm技术相比，这种做法提高了PPA并显著降低了电压降（IR drop），提高了高性能计算（HPC）的性能。

第一财经记者获悉，三星在SFF上还介绍了采用2nm GAA工艺的多个SF2版本，其中，SF2X、SF2Z可面向高性能计算、人工智能应用，SF2A可面向汽车应用。

三星称，公司正致力于超越摩尔定律，通过材料和结构创新塑造1.4nm以下的工艺技术。

技术路线上，三星重点介绍了全环绕栅极（GAA）工艺技术的进展。三星的GAA工艺已进入量产的第三年，从产量和性能看，该工艺表现出一定的成熟度。基于GAA技术演进，三星计划在今年下半年量产第二代3nm工艺（SF3），并计划在即将推出的2nm工艺上采用GAA。三星表示，2022年以来，其GAA产量稳步增长，GAA产量有望在未来几年大幅增长。

三星强调了GAA技术的成熟度，表示GAA工艺的进步正在满足芯片的功率和性能需求，这是满足AI需求的关键技术。三星电子相关负责人表示，满足AI需求的关键在于提供高性能、低功耗的半导体，除了已证明适用于AI芯片的GAA工艺，三星还计划引入集成的CPO（光电共封装），用于高速、低功耗的数据处理。

三星还发布了AI Solution人工智能平台，针对特定客户的AI需求提供高性能、低功耗、高带宽解决方案，并计划在2027年推出集成CPO的一站式AI解决方案。

此外，三星还透露，在过去一年中，三星代工的AI销售额增长了80%。

随着AI需求增长及芯片制程要求提高，晶圆制造厂正在加码先进工艺迭代。三星5nm工艺此前曾遭遇挫折，因良率不及预期一度影响客户出货。2022年，三星电子3nm工艺开始初步生产。GAA被认为是在更先进工艺制程中替代FinFET（鳍式场效应晶体管）的技术。

作为三星的竞争对手，台积电计划在2025年生产2nm制程芯片。英特尔2021年则提出“四年五个节点”计划，即四年内完成Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18A（可对应7nm～1.8nm工艺）五个节点，于2025年重获制程领先性。

据集邦咨询报告，2024年第一季度，台积电是全球营收最高的晶圆代工厂，三星、中芯国际营收分别名列第二、第三，三者市占率分别为61.7%、11%、5.7%。与上一个季度相比，台积电市场份额增长了0.5个百分点，三星下降了0.3个百分点。