文:MenClub 摯樂  圖:互聯網
POSTED ON 11 May 2021
【大師兄返嚟】美國IBM廠宣佈成功推出全球第一個2納米製程晶片

納米晶片之戰一直以台灣台積電作為世界龍頭,不過大家細細個就聽過的IBM公司沉寂左好耐終於出來宣佈已成功研發將推出全球第一個2納米晶片製程。美國IBM廠的新製造技術2納米製程相較現今主要量產的7納米製程,預計可帶來 45% 性能提升或 75% 能耗降低。消息引發全球關注。2 納米係小於人類 DNA 單鏈寬度,即每平方公厘有約 3.33 億個電晶體,據說測試晶片可於一塊指甲大晶片塞入 500 億個電晶體。生產上難度其實係非常之高而且IBM同台積電唔同,自己無專屬晶片廠生產,最有可能係同三星合作係位於美國紐約州奧爾巴尼晶片研發中心生產,至於幾時可以量產就未有說明,不過其實有人擔心IBM其實係咪真係可以量產到2納米晶片,空有理論技術無法量產就可能變成International Big Mouth!


好多人依然半信半疑,質疑係咪真係可以做到2納米?IBM 新型 2 納米晶片採用納米片堆疊的電晶體,亦稱為 gate all around 或 GAA 電晶體。IBM 3 層 GAA 納米片,每片納米片寬 40 納米,高 5 納米,間距 44 納米,柵極長度 12 納米。IBM 表示,晶片首次使用底部電介質隔離,達成 12 納米柵極長度,可以減少電流洩漏,有助於減少晶片功耗。晶片另一個新技術係 IBM 的內部空間乾燥製程,有助納米片開發。且晶片廣泛使用 EUV 技術,例如晶片過程前端圖案化 EUV,不單止中間和後端。此技術最終可讓製造 2 納米晶片步驟比 7 奈米更少,更便利晶圓廠發展,同時可降低部分成品晶圓成本。此外,2 納米晶體管的閾值電壓(Threshold voltage)可根據需要加大和減小,如手持設備電壓較低,百億級電腦 CPU 的電壓較高。IBM 並未透露 2 納米技術是否採用矽鍺通道,但顯然有可能。


可能大家都睇唔明,即係點?簡單講就係用左2納米晶片的話手機的電池壽命將延長 3 倍,用戶充電一次可用 4 日。對於環保而言係碳中和的優良貢獻。使用後網絡體驗會更好更快,對於常用的汽車自動駕駛而言,2納米晶片絕對可縮短響應時間,反應更快。如此強悍的晶片涉及最大的問題就係生產。IBM 可否自己解決生產難題呢?其實早期 IBM 有深厚技術積累,例如過去 32 納米節點 AMD 使用的 SOI 製程也來自 IBM 合作研發。IBM 曾擁有晶圓廠,Power 處理器係自產自銷。後期因業務調整,2014 年將晶圓業務技術專利出售。如今 IBM 沒有自己專屬代工廠。對比其他廠台積電和三星正生產 5 納米晶片,英特爾(Intel Corporation)就生產緊7 納米晶片技術。台積電計劃年底開工投產 4 納米晶片,要等到 2022 年才能夠進行量產;3 納米晶片技術投產進程預計更遲要到 2022 下半年;至於2 納米晶片技術台積電現時只處於相對早期開發階段。所以IBM 的發佈係跨越性超車,不過佢只講技術無講實際可量產時間表。


睇返IBM 過去的發展晶片過程,IBM 10 納米自2014 年研發成功,2017 年量產。7 納米 2015 年研發成功,2018 年量產。5 納米 2017 年研發成功,2020 年量產。主力係同三星合作生產。IBM 研究部高級副總裁兼總監 DaríoGil 表示:「新型 2 納米晶片體現的 IBM 創新對整個半導體和 IT 業相當重要。」晶片製造真係一日千里,未來可能無限可能,不過一日未成功量產實際有大客應用,幾多納米研發成功都只是噱頭,你有無被感動想入返幾手IBM股票?