三星半导体：GAA FET与EUV是半导体领域下一代重要突破

日前，三星半导体博客刊发了一篇TECHnalysis Research公司总裁兼首席分析师Bob O'Donnell的文章，他提出了他对于过渡到全新Gate-All-Around晶体管结构的看法。通过重新思考和重新构建基本的晶体管设计，Bob认为技术行业可以期待几代工艺技术的改进，同时减少半导体尺寸和功率要求，以及提高半导体性能。

任何关注半导体行业的人都知道芯片性能提升的速度开始放缓。与此同时，工艺公司已经讨论了他们减少制造芯片尺寸时面临的一些挑战。虽然通常与摩尔定律的继续发展有关，但更多是伴随着半导体工艺节点尺寸的减小，影响性能的因素会持续增加。

就在几个月前，三星半导体的代工业务宣布了晶体管设计方面的一项重大新进展，称为Gate-All-Around（GAA），它有望在未来几年保持晶体管级半导体的发展。从根本上说，GAA提供了对基本晶体管设计的重新思考和重新架构，其中晶体管内部的硅通道完全被栅极材料包围，而不是像三极一样被栅极材料覆盖，就像FinFET设计一样，这种设计可以增加晶体管密度，同时增加沟道的缩放潜力。

整个 科技 行业都在期待着半导体工艺的改进，这些进步将继续降低半导体尺寸和功率，并提高半导体性能。GAA与极紫外光（EUV）光刻技术一起被认为是半导体制造领域下一个主要技术进步，这为芯片行业提供了从7nm到5nm到3nm工艺节点的清晰路径。

从技术上讲，由于GAA FET技术降低了电压，这也为半导体代工业务提供了一种超越FinFET设计的方法。随着晶体管不断缩小，电压调节已被证明是最难克服的挑战之一，但GAA采用的新设计方法减少了这个问题。 GAA晶体管的一个关键优势是能够降低电压缩放造成的功耗，同时还能提高性能。这些改进的具体时间表可能不会像行业过去那么快，但至少关于它们是否会到来的不确定性现在可能会逐渐改观。对于芯片和器件制造商而言，这些技术进步为半导体制造业的未来提供了更清晰的视角，并且应该让他们有信心推进积极的长期产品计划。

GAA的时机也是 科技 行业的偶然因素。直到最近，半导体行业的大多数进步都集中在单个芯片或单片SOC（片上系统）设计上，这些设计都基于单个工艺节点尺寸构建的硅芯片。当然，GAA将为这些类型的半导体提供重要的好处。此外，随着新的“小芯片”SOC设计的势头增加，这些设计结合了几个可以在不同工艺节点上构建的较小芯片组件，很容易被误解为晶体管级增强不会带来太多的价值。实际上，有些人可能会争辩说，随着单片SOC被分解成更小的部分，对较小的制造工艺节点的需求就会减少。然而，事实是更复杂，更细微。为了使基于芯片组的设计真正成功，业界需要改进某些芯片组件的工艺技术，并改进封装和互连，以将这些元件和所有其他芯片组件连接在一起。

重要的是要记住，最先进的小芯片组件正变得越来越复杂。这些新设计要求3mm GAA制造所能提供的晶体管密度。例如，特定的AI加速，以及日益复杂的CPU，GPU，FPGA架构需要他们能够集中处理的所有处理能力。因此，虽然我们会继续看到某些半导体元件停止在工艺节点的路线图中，并以更大的工艺尺寸稳定下来，但对关键部件的持续工艺缩减的需求仍然有增无减。

科技 行业对半导体性能改进的依赖已经变得如此重要，以至于工艺技术的潜在放缓引起了相当多的关注，甚至对可能对整个 科技 世界产生的影响产生负面影响。虽然GAA所带来的进步甚至没有使该行业完全解决了挑战，但它们足以提供行业所需的发展空间以保持其继续前进。

据businesskorea报道，代工咨询公司IBS 5月15日宣布，三星电子在 GAA技术方面领先台积电(TSMC)一年，领先英特尔(Intel)两到三年。GAA技术是下一代非存储半导体制造技术，被视为代工行业的突破者。

三星已被评估在FinFET工艺方面领先于全球最大的代工企业台积电。FinFET工艺目前是主流的非存储半导体制造工艺。

这意味着三星在当前和下一代代工技术上都领先于竞争对手。

三星于当地时间5月14日在美国Santa Clara举行的2019年三星代工论坛上宣布，将于明年完成GAA工艺开发，并于2021年开始批量生产。

三星集团是韩国最大的企业集团，包括26个下属公司及若干其他法人机构，在近70个国家和地区建立了近300个法人及办事处，员工总数19.6万人，业务涉及电子、金融、机械、化学等众多领域。集团旗下3家企业进入美国《财富》杂志2003年世界500强行列，其中三星电子排名第59位，三星物产第115位，三星生命第236位。2003年三星集团营业额约965亿美元，品牌价值高达108.5亿美元，在世界百大品牌中排名第25位，连续两年成为成长最快的品牌。集团旗下的旗舰公司 -- 三星电子在2003年《商业周刊》IT百强中排名第三,曰益成为行业领跑者，其影响力已经超越了很多业内传统巨头。三星有近20种产品世界市场占有率居全球企业之首，在国际市场上彰显出雄厚实力。以三星电子为例，该公司在美国工业设计协会年度工业设计奖 (Industrial Design Excellence Awards简称IDEA)的评选中获得诸多奖项，连续数年成为获奖最多的公司。这些证明三星的设计能力已经达到了世界级水平。2003年三星在美国取得的专利高达1313项，在世界所有企业中排名第九。

创立初期 1938 年 3 月 1 曰，三星前任会长李秉喆先生以 3 万韩元（按当今汇率约为人民币 200 余元）在韩国大邱市成立了“三星商会”。早期三星的主要业务是将韩国的干制鱼、蔬菜、水果等出口到中国的北京及满洲里。不久之后，三星又建厂开始了面粉和糖的生产及销售。 1948 年，三星将办公地点转移到了韩国首都汉城市，并成立了“三星物产”公司。“三星物产的成立标志着三星开始正式展开国际贸易业务。在企业氛围还向对保守的当时，三星让员工参与投资及利润分成，并对有功除成绩的员工进行奖励，三星与众不同的管理风格开始闻名韩国。

为支持恢复韩国经济而步入生产领域 1945 年韩国摆脱了曰本的统治，但是当时的韩国经济由于社会和政局的动荡不安而变得极不稳定， 1950 年开始的南北朝鲜战争更是给韩国经济的发展造成了严重的影响。正在稳健发展中的三星由于战争几乎丧失了全部财产，但是三星没有因此而一蹶不振。 1951 年三星将公司转移到了韩国东南部的港口城市 -- 釜山，并成立了三星物产株式会社。在韩国物资极度紧缺、各种生活必备品严重依赖进口的当时，三星为了帮助恢复、发展韩国经济，实现其“事业报国”的理念，开始了在生产领域的发展。 1953 年，三星建立了“第一制糖”，结束了韩国白糖依赖进口的历史；1954 年三星成立了“第一毛织”，开创了韩国 韩国自产布料的时代。 这些基础消费品自给的实现为韩国经济的崛起打下了基础。 值得一提的是，在 50 年代中期，大多数韩国公司还是通过学校，家庭和亲戚中的关系雇佣员工。三星率先建立了公开招聘的人事制度，并努力提高劳动效率、改善员工福利。

进军电子行业，追求业务拓展 20 世纪 60 年代初，韩国政局的动荡仍旧严重影响着社会和经济发展。三星也因此而经历了很多困难。 尽管困难重重，以兴国为己任的三星还是准备一新以再次重建韩国经济。 1969年，三星电子正式成立。根据当时李秉喆先生的分析，从技术、劳动力状况、 附加值、出口预期等方面考虑，电子业是最适合于韩国国情的行业。从三星电子在世界半导体领域的成功来看，他当时再正确不过了。 此外，三星还成立了韩国化肥生产公司，努力实现韩国化肥的自给。三星开始追求在几大主要工业领域的扩张并开始成为韩国企业的领导 。从这时起，三星不仅专注于企业经营，也开始着眼于韩国社会教育和文化的发展。 公司投入大量资金到大丘和成均馆大学以的人才培养。为了回报社会，1964年1月三星建立了三星奖学会。在1965年4月又成立了三星文化财团并开始在韩国社会和文化发展中扮演重要角色。

进入化学和重工业 1962到1972年，韩国经济实现了持续的高速增长。1973年韩国==为了推动经济进一步发展，实现高度的经济独立，决定鼓励重化工业发展。三星响应==号召，为韩国重工业、化学和石油等几个未来战略性工业领域奠定了基础。1973年8月，三星提出了“第二个五年管理计划”，对重工业和化学产业进行了集中投资，并决定设立造船部。三星还成功实现了纺织品从原料到终端产品生产的一体化。 1974年，三星重工业公司成立；1977年，三星造船厂和“三星精密”（三星Techwin的前身）。70年代初期，三星开始生产电视、录象机等家用电器并开始进入国际市场。1974年，在收购了韩国半导体公司50%的股份后，开始了三星电子在半导体领域的神话。

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