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6月28日,全球芯片代工“二哥”三星电子在美国举办“2023三星晶圆代工论坛”,公布了其AI时代下最新晶圆代工业务进展和技术路线图。
“我们相信,基于GAA的先进制程技术,将为客户在人工智能应用方面的需求提供强大支持。”三星电子总裁兼晶圆代工业务负责人崔时荣称,客户正在积极开发AI专用芯片,三星电子将通过优化人工智能芯片的GAA技术,引领人工智能技术模式的变化。
GAA即全环绕栅极(Gate All Around),用来取代此前先进制程上长期采用的FinFET(鳍式场效应晶体管)。GAA被称为新一代半导体的核心制程技术,能够提升数据处理速度、电力效率和晶体管性能。IBM曾在2021年宣布成功研制出全球首款2纳米芯片,该款芯片已率先采用GAA技术,但其并未改变此后芯片制造领域的竞争格局。台积电则计划在2025年量产的2纳米工艺中应用GAA技术。
在GAA技术进展上,三星电子去年6月宣布实现基于GAA技术的3纳米工艺半导体产品量产,并称将于2025年起量产基于GAA技术的2纳米工艺半导体。此次晶圆代工论坛上,三星提出2纳米工艺具体量产时间表,即自2025年起首先于移动终端量产该工艺,随后在2026年将2纳米工艺适用于高性能计算(HPC)产品,并于2027年扩至车用芯片。
先进工艺外,三星还透露了第三代半导体和通讯器件的业务及进展。自2025年起,三星将为消费、数据中心和汽车应用提供8英寸GaN(氮化镓)功率半导体代工服务。此外,基于5纳米工艺的RF(射频)产品处于开发阶段,预计2025年上半年开发完成,目标是保持6G的技术先进性。相较此前的14纳米工艺,5纳米RF工艺功效提高40%,面积减少50%,目前量产中的8纳米和14纳米RF将扩展到移动、汽车等市场。
产能方面,三星计划于韩国量产应用于移动领域的晶圆代工产品,并更多集中在平泽P3工厂;位于美国泰勒的新晶圆厂预计于今年底前竣工,2024年下半年内投产。同时,三星计划在2030年后将韩国的生产基地扩展到龙仁,以支持下一代晶圆代工服务。通过以上措施,其预计在2027年将半导体生产能力提升至2021年的7.3倍。
值得注意的是,三星还大幅加码先进芯片封装技术,宣布成立先进封装协商机制“MDI(Multi Die Integration)同盟”。据三星介绍,该同盟将构建基于2.5D、3D异构集成小芯片封装技术生态系统,与合作伙伴一起提供一站式封装测试服务,满足HPC和车用芯片定制化需求。三星称,正与10个封测合作伙伴共同开发2.5D/3D封装设计解决方案。
在芯片代工市场,三星正加紧追赶台积电,并防范来自英特尔的挑战。受宏观经济“逆风”、消费电子疲软等因素影响,全球半导体行业自2022年开始转入下行周期,但随着人工智能热潮推动,对于先进芯片的需求仍然有望保持增长。
三星是全球第二大晶圆代工厂商。2023年第一季度,三星电子营收63.75万亿韩元(约合486.86亿美元),同比减少18.04%。其中,除存储芯片外的其他半导体业务营收为4.81万亿韩元(约合36.72亿美元),较2022年同期下滑29.05%。台积电该季度实现营收5086.33亿新台币,同比增长3.6%。
行业分析机构集邦咨询数据显示,2023年第一季度,三星在全球晶圆代工市场的占有率为12.4%。台积电稳居第一,份额高达60.1%;联电、格芯、中芯国际分别以6.6%、6.4%和5.3%的占有率位居第三至第五。
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