Samsung rozpocznie produkcję w procesie 3 nm już za kilka tygodni. Firma może mieć jednak problemy

Samsung albo poprawił jakość produkcji z wykorzystaniem procesu 3 nm i zwiększył uzysk, albo planuje dopracowywać technologię w trakcie komercyjnej produkcji, bo ta rozpocznie się już za kilka tygodni.

Niedawne informacje na temat uzysku Samsung Foundries w procesie 3 nm nie napawały optymizmem. Koreańczycy w starszym procesie 4 nm mają uzysk na poziomie zaledwie 35%, co oznacza, że zaledwie 35 chipów ze 100 wyprodukowanych nadaje się do wysyłki. Wczesna produkcja 3 nm pokazywała jeszcze gorsze rezultaty na poziomie 10-20%. Oczywiście były to dopiero początki, jednak nie ma co się łudzić, że Samsung w krótkim czasie dopracował technologię w takim zakresie, by prezentować osiągi zbliżone do bardziej dojrzałych procesów.

Samsung jako pierwszy uruchomi produkcję w procesie 3 nm. Gęstość będzie jednak zapewne niższa niż u konkurencji, choć Koreańczycy pierwsi wykorzystają architekturę GAA. 

Samsung zapowiadał rozpoczęcie masowej produkcji w procesie 3 nm (3GAE) na pierwszą połowę 2022 roku, a w 2023 roku w procesie drugiej generacji. Firma najwyraźniej robi wszystko, żeby dotrzymać terminów.  W tym tygodniu firma poinformowała inwestorów, że jest na dobrej drodze do rozpoczęcia masowej produkcji w ciągu najbliższych tygodni. Oznacza to, że południowokoreański gigant będzie pierwszym, który osiągnie taki poziom miniaturyzacji, a ich proces technologiczny 3 nm będzie również pierwszym, w którym zastosowane zostaną tranzystory polowe GAAFET (gate-all-around field-effect transistors).

Samsung nazywa swoją implementację 3 nm tranzystorów GAAFET wielomostkowymi kanałowymi tranzystorami polowymi (MBCFET). Firma podkreśla szereg zalet w porównaniu z 7nm FinFET, ponieważ MBCFET może pracować przy napięciu poniżej 0,75 V. Pozwala to na zmniejszenie poboru mocy nawet o 50 procent, poprawę wydajności o 30 procent i zmniejszenie powierzchni nawet o 45 procent. Architektura tranzystorów Gate-all-around (GAA) w Samsung Foundry zadebiutowała w 3 nm procesie technologicznym, dając im przewagę nad TSMC (który zaprezentuje architekturę GAA w 2 nm procesie technologicznym)

W przypadku Samsunga i innych producentów nieco mylące może być nazewnictwo, bo gęstość upakowania może być na takim samym poziomie co w przypadku procesów TSMC 5N i Intel 4. Koreańczycy mogą jednak oferować wyższą wydajność i efektywność energetyczną. Największym problemem dla Samsunga będzie bez wątpienia uzysk. Od długiego czasu słyszymy doniesienia o problemach z wydajnością fabryk Samsunga i o niskiej opłacalności produkcji. Problemy z uzyskiem są powodem, dla którego Qualcomm przekazał produkcję konkurencyjnemu TSMC, co dotyczy pozostałych układów Snapdragon 8 Gen 1 wraz z SoC Snapdragon 8 Gen 1 Plus. Zakładamy, że TSMC otrzyma również zamówienie na produkcję 3 nm Snapdragona 8 Gen 2.