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。

意味着中国芯片全面突破美国封锁。

7纳米芯片量产，意味着中国芯片全面突破美国封锁。这是中国半导体产业胜利反击的辉煌一刻，更是中国制造、中国科技打破质疑，登鼎世界之巅的历史性一刻。

7纳米制程不仅适用于PC、平板电脑和智能手机，还能为数据中心、汽车等未来形态的“终端”，以AI等新技术复杂的训练和推理提供助力，5G的到来对芯片质量的需求将越来越高。

无论是现在备受关注的7纳米还是未来的5纳米、3纳米制程，摩尔定律的逐渐失效导致技术持续提升的成本投资会大幅提高，愿意加一把劲儿的参与者，将有机会跻身国际第一梯队。

在这个机遇之窗下，中国芯片自主可控不再是遥不可及的梦想，中国半导体产业正在培养“国家队”，而培育出“国际队”的关键时间点，或许就从现在开始。

中国台湾芯片制造企业台积电在其官方博客上宣布，今年7月，台积电生产了第10亿颗功能完好、没有缺陷的7纳米芯片，实现新里程碑。

芯片从本质上说是一套集成电路，组成单位是晶体管，晶体管的尺寸越小，芯片上能容纳的晶体管数量就越多，制程也就越小。制程越小，在同样面积上集成的电路越复杂，电路的性能就越强，芯片的性能就越好。

这一特点在智能手机上体现得尤为明显。智能手机在追求轻薄的同时，能实现能效的最大化，并且在同等的单位尺寸中可以放入更多的晶体管，就能为手机芯片的运算力提供支持，直接体现到用户端就是更强大的性能。

当制程工艺发展到一定程度时，电路与电路之间的距离缩小到一定程度，就会出现量子隧穿效应，电子之间不可控的不规律运动会影响晶体管性能的发挥。这就意味着制造材料需要进行重新研发，需要充足的资金才能进行更新的工艺制程研发。

其次，实现短距离制程的一个重要工具就是光刻机。7纳米制程在制造层面的实现离不开高性能光刻机的运行，而这种精密仪器制造成本高和制造时间长。

目前世界顶级的光刻机是荷兰的ASML，它几乎垄断了高端领域的光刻机市场，市场份额高达80%以上。ASML新出的极紫外线（EUV）光刻机可用于7纳米制程，价格高达1亿美元。除了ASML，其他光刻机供应商集中在美国和日本。

最后，规模也是影响7纳米制程芯片量产的重要因素。正如台积电在官方博客中多次强调大批量生产一样，芯片生产讲究的是规模效应，前期投入的资金需要通过大量的芯片来平摊巨额的研发成本。同时芯片生产也是一种商业行为，企业追求的是利润，如果没有利润，生意也无法长久。

不管多难，芯片制造工艺的提升都为终端和应用的使用感受带来质的飞跃。过去，只有少数几个应用程序要求尖端的芯片技术，而智能手机的普及提出了更多的需求，将领先的芯片带入了亿万消费者的口袋。

随着云计算和人工智能的兴起，应用程序比以往任何时候都更多，7纳米制程不仅适用于PC、平板电脑和智能手机，还能为数据中心、汽车等未来形态的“终端”，以AI等新技术复杂的训练和推理提供助力，5G的到来对芯片质量的需求将越来越高。

1、氙气灯和led灯各有优缺点，两者相比，选择氙气灯的车友更多，铺路效果更佳。

2、LED

LED全称lightemittingdiode（发光二极管），是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，LED灯的抗震性能较好，而且具有高效的节能环保特质。

3、氙气灯

氙气灯（HID）即高压气体放电灯。氙气灯是重金属灯，通过在石英灯管填充氙气等惰性气体，再透过增压器将车载12伏电源瞬间增至23000伏，在高电压下，氙气会被电离并在电源两极之间产生光源。

4、优缺点

（1）氙气灯的优点就是光通量是卤素灯的2倍以上！！但缺点也非常明显，就是它高昂的价格和比较长的启动时间，点亮大灯后需要三四秒才能达到额定亮度，此时想用远光灯提醒一下来车或前车，这几秒的延迟就不靠谱了，所以很多车子近光用氙气，远光还是沿用卤素灯。

（2）LED头灯的最大优点就是节能环保；它的能耗为卤素灯的1/20；除此之外，成本低，寿命长也碾压氙气灯；一些厂商的LED灯寿命能够达到100000个小时；

（3）相比氙气灯，LED所需电压低，更安全；只需要直流电压12V就可点亮！

与此同时，它也不再需要氙气灯的“等会再亮”，随点随用。

所以，从技术角度来说LED灯好于氙气灯。但是考虑到价格因素和适用范围，氙气大灯也是一个不错的选择！

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