三星半導體：
- 關鍵技術演進
- Gen 3：環繞式閘極場效電晶體(GAAFET)
- 奈米線(nanowire)
- 奈米片(nanosheet):
- 三星 2017年開始發展多橋通道場效電晶體MBCFET(Multi Bridge Channel FET)，2022年6月成熟
- 解決4奈米後的漏電問題
- Gen 2：鰭式場效電晶體(FinFET)，2011~ 10years
- 由Gen1之2D到Gen2 3D
- 3個接觸面
- Gen 1：金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)
- 漏電問題嚴重
- 1個接觸面
[20220704]
三星速度快，目前已經將3奈米GAA奈米片形式製成完成，可說是半導體製程的重大突破。終止了長達十年的FinFET。[7][8] 三星此番動作，不僅只為了先宣示，更是想一掃之前高通轉廠台積電的恥辱。進而大膽的向全權宣示三星製成技術領先台積電與英特爾，具有跨時代的意義。的確，製成演進，由MOSFET到英特爾十年前發展的FinFET都是為了解決漏電問題，而在製程越來越小狀況之下(4奈米)，而進化成GAA 奈米線與奈米片! 英特爾、三星確實都是技術的開創者，作為跟隨技術的台積電，穩扎穩打，將技術做到穩定度高! 但是台積電確實也有開創技術不足之處，台積電應該要特別慎重這一塊![20220622]
2032年5埃階段將採用叉型片的互補式場效電晶體(CFET)[6]，技術不斷的創新。IC製程確實是一門高深的學問，3奈米、2奈米乃至於1奈米，晶片越做越小! 台積電、三星電子、英特爾三雄鼎立，欣賞三星電子的企圖心，而英特爾老大哥緊追在後，誓言奪回霸祖地位! 台積電可要小心啊? 台灣的護國神山!
[20220621]
三星的半導體製程環繞式閘極GAA真是吃快弄破碗[5]，想要稱霸半導體製程，可能要穩扎穩打，第一印象是最重要的，不要賠了夫人又折兵!
三星宣稱的2022年全球首發GAA製程，抑或英特爾2024下半年、台積電2025年導入GAA製程，均著眼於GAA架構能夠更為精確的控制電流。不過二奈米的技術可說是百花齊放，有台積電的奈米片(nanosheet)電晶體設計、三星的環繞式閘極場效電晶體(GAAFET)-奈米線(nanowire)與英特爾的GAA製程2奈米世代(Intel 20)!
三奈米：台積電方面，3奈米節點階段仍會採用現行鰭式電晶體架構(FinFET)技術
[20220525]
三星為了大刀闊斧，提高一個集團層級，花了鉅額投資五年450兆韓元(約3,560億美元)[3]，三星為什麼敢如此大手筆呢? 在現今世界不明情況下，可見是有看到什麼特別商機，或是想要立於不敗之地? 值得持續觀察，可以觀察到在半導體上的投資是其他領域的六倍以上，看來三星想利用此機會，進攻半導體霸主地位，台積電、聯發科、鴻海等公司要值得注意三星動態![20220516]
三星霸業真是無與倫比，稱之為電子通訊產業大猩猩一點也不為過! 今天有見到一則新聞[1]，三星獲得Dish Network 5G的大訂單，這也是三星在美國第二大規模合約，三星的產業上、中、下游的優勢，在於整合還有價格方面。台灣如何能夠也產生一個三星霸業呢?目前以鴻海最有可能，只不過鴻海的技術能力還需要大量提升，而產應鏈的供應、國際上的發聲、領導都還需要更積極的投入。
[20220503]
三星真是一隻大猩猩，上下產業整個垂直整合，無所不包[0]!台灣有機會與之效仿的，應該只有鴻海了! 企業間的彼此競爭，國家資源的投入非常重要! 台灣真的不能再把整個思緒都放在政治，媒體與政府應該都要警覺這一點!需要有人當烏鴉，就像胡適先生這般，為了整個學術界及教育界，乃至於政界，願意當個烏鴉提醒大家!
Reference:
[8][2022-07-04]三星3奈米GAA問世 FinFET典範轉移意義更勝3奈米范維君／綜合報導
三星電子(Samsung Electronics)終於趕在支票即將跳票前，正式宣布3奈米環繞式閘極(GAA)量產，南韓業界稱讚三星開啟一個新時代的序幕，成功推動鰭式場效電晶體(FinFET)典範轉移至GAA，由於FinFET商用化已超過10年，三星3奈米GAA量產，最重要的意義即在於此。
據ET News等報導，FinFET商用化超過10年，三星日前宣布3奈米GAA製程量產，相較從4奈米進入3奈米，電晶體結構的典範轉移意義或許更大，三星率先進入GAA的新大陸。相較目前最常見的電晶體結構，係為金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)，由金屬(M)電極、氧化物(O)絕緣膜及半導體(S)通道組成；電流通過該通道，在源極和汲極之間流動，閘極(gate)則是控制電流的流動，類似開關角色。
台積電、三星及英特爾先進製程與電晶體結構
早期MOSFET的閘極和通道是在平面(planar)上接觸，隨著半導體集積度提升，電晶體變得愈來愈小，通道長度縮短就產生「短道效應」，造成閘極無法正確控制電流，漏電流現象增加。
英特爾克服平面結構侷限，率先將FinFET結構商業化。2011年英特爾以鰭式(fin)的形式組成通道，過去閘極和通道僅1個接觸面，FinFET則有3個接觸面，從2D到3D的構造轉變，解決短道現象。當時英特爾商用化FinFET為22奈米製程，助英特爾霸權一直延續到10奈米時代。三星比英特爾晚約1年，於14奈米製程導入FinFET，隨著半導體不斷朝更先進製程發展，FinFET最終也遇「天險」，短道效應問題再次出現，尤其4奈米以下FinFET侷限更為明顯，GAA開始登場救援。
事實上，早在2010年代中期，半導體業界及三星高層，已有不少人體認到發展GAA技術的重要。例如，現任三星綜合技術院會長金奇南，2015年曾在國際固態電路會議(ISSCC)表示，FinFET將繼續用於14奈米、10奈米及7奈米，但在7奈米以下，GAA等電晶體結構必須改變。三星2017年將GAA技術命名為MBCFET，這意味著三星已開始為GAA時代準備。
三星此次宣布3奈米GAA量產，引領下一代電晶體的典範轉移，或可與2011年的英特爾媲美，電晶體結構的典範轉移帶給業界的重要意義，或許高於從4奈米到3奈米。
不只是行動裝置，人工智慧(AI)領域的應用值得關注，AI半導體相對採用較多先進製程。如果三星成功提升良率，3奈米GAA製程有望讓三星開拓更多新客戶，目前三星自家產品、高通(Qualcomm)、Tesla、Google及Meta等，皆是三星系統LSI事業部的客戶。
另一方面，先前傳三星3奈米製程良率為30%多，業界認為採用新製程進行量產，初期要確保適當良率並不容易。若從良率角度來看，三星目前的量產，可能還在試生產水準，搶先宣布3奈米GAA製程量產後，未來能否成功提高良率，值得持續關注。
據ET News等報導，FinFET商用化超過10年，三星日前宣布3奈米GAA製程量產，相較從4奈米進入3奈米，電晶體結構的典範轉移意義或許更大，三星率先進入GAA的新大陸。相較目前最常見的電晶體結構，係為金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)，由金屬(M)電極、氧化物(O)絕緣膜及半導體(S)通道組成；電流通過該通道，在源極和汲極之間流動，閘極(gate)則是控制電流的流動，類似開關角色。
台積電、三星及英特爾先進製程與電晶體結構
早期MOSFET的閘極和通道是在平面(planar)上接觸，隨著半導體集積度提升，電晶體變得愈來愈小，通道長度縮短就產生「短道效應」，造成閘極無法正確控制電流，漏電流現象增加。
英特爾克服平面結構侷限，率先將FinFET結構商業化。2011年英特爾以鰭式(fin)的形式組成通道，過去閘極和通道僅1個接觸面，FinFET則有3個接觸面，從2D到3D的構造轉變，解決短道現象。當時英特爾商用化FinFET為22奈米製程，助英特爾霸權一直延續到10奈米時代。三星比英特爾晚約1年，於14奈米製程導入FinFET，隨著半導體不斷朝更先進製程發展，FinFET最終也遇「天險」，短道效應問題再次出現，尤其4奈米以下FinFET侷限更為明顯，GAA開始登場救援。
事實上，早在2010年代中期，半導體業界及三星高層，已有不少人體認到發展GAA技術的重要。例如，現任三星綜合技術院會長金奇南，2015年曾在國際固態電路會議(ISSCC)表示，FinFET將繼續用於14奈米、10奈米及7奈米，但在7奈米以下，GAA等電晶體結構必須改變。三星2017年將GAA技術命名為MBCFET，這意味著三星已開始為GAA時代準備。
三星此次宣布3奈米GAA量產，引領下一代電晶體的典範轉移，或可與2011年的英特爾媲美，電晶體結構的典範轉移帶給業界的重要意義，或許高於從4奈米到3奈米。
不只是行動裝置，人工智慧(AI)領域的應用值得關注，AI半導體相對採用較多先進製程。如果三星成功提升良率，3奈米GAA製程有望讓三星開拓更多新客戶，目前三星自家產品、高通(Qualcomm)、Tesla、Google及Meta等，皆是三星系統LSI事業部的客戶。
另一方面，先前傳三星3奈米製程良率為30%多，業界認為採用新製程進行量產，初期要確保適當良率並不容易。若從良率角度來看，三星目前的量產，可能還在試生產水準，搶先宣布3奈米GAA製程量產後，未來能否成功提高良率，值得持續關注。
蔡云瑄／綜合報導
三星電子成功量產3奈米環繞式閘極(GAA)製程，同時也成功實現奈米片(nanosheet)結構的多橋通道場效電晶體(MBCFET)技術。三星電子
三星電子(Samsung Electronics)成功量產3奈米環繞式閘極(GAA)製程，同時也成功實現奈米片(nanosheet)結構的多橋通道場效電晶體(MBCFET)技術。事實上，MBCFET已超出外界預期的奈米線(nanowire)結構，跳級成功不僅顯現三星對自家GAA技術的自信，未來三星或將以此「技術優勢」為賣點，爭取客戶訂單。特別的是，韓媒ET News指出，雖然三星此次採MBCFET技術，但不代表三星會棄用奈米線結構。鑑於三星IC設計客戶想要的GAA結構都不盡相同，三星之後較可能採雙軌策略，依客戶要求決定使用奈米線或奈米片結構。
從技術方面淺談，目前主流的FinFET結構中，鰭片為固定寬度，但在業界陸續引進極紫外光(EUV)製程後，FinFET太細、高的「鰭」難以維持直立形狀，且愈來愈細的閘極對通道的控制能力不足，鰭狀通道底部就容易成為漏電流的來源。
相較FinFET由閘極三面環繞組成通道，GAA中則是被閘極給四面包圍，有助於強化供電、通道控制能力。現今主要的GAA結構中，最常見的就是將通道做成奈米線或奈米片形狀，然而奈米線技術下的通道、閘極接合面小，在電力控制方面有其極限。
奈米片結構則能形成一條更寬的有效通道，並兼具調整通道寬度的彈性，設計上更加自由，加上閘極與通道間的接合面增加，也擁有更佳的通道控制能力。三星將奈米片結構命名為MBCFET(Multi Bridge Channel FET)。
綜上而言，三星搶先業界量產3奈米GAA時，一併曝光的MBCFET製程也引起業界注意，三星成功地實現更進階的MBCFET技術，或也側面證明三星GAA技術實力已達一定水準。
此次三星公布的3奈米GAA製程，是三星第一代GAA製程(GAE)，相較既有的5奈米FinFET製程，GAE可以降低45%功耗，提高23%效能，並能減少16%面積。另外，三星也劇透第二代GAA製程(GAP)消息，預計與既有的5奈米FinFET製程相比，GAP將減少50%功耗，提高30%效能，並減少35%面積。
值得注意的是，據韓媒Edaily援引市調機構Omdia預測，2022年內可望出現3奈米產品的銷售額，且2024年3奈米銷售額有望超過5奈米製程。之後有望連帶拉動三星晶圓代工事業部營收。此外，三星目標是到2026年時確保300家以上IC設計客戶，三星3奈米製程的良率數字能否穩健提升，將成發展關鍵。
[6][2022-6-22]突破2奈米以下瓶頸 CFET架構接替GAA
茅堍／綜合外電
儘管近年晶片微縮因面臨半導體材質物理性極限而趨緩，但半導體業界仍藉著開發創新性電晶體架構與相應的製程技術和設備向埃米世代挺進。IMEC
Swarajya報導，透過新的半導體製程技術來縮短場效電晶體(FET)中的源極(source)與汲極(drain)間的有效通道(effective channel)長度，在理論上可以達成提高運行速度、降低功耗，和增加晶片內電晶體密度等目標。然而隨著晶片持續微縮，閘極(gate)與通道間的接觸面積也會隨之縮小，進而使閘極對通道電流流通控制能力降低，導致漏電流等負面問題發生。隨著FinFET微縮(5／4奈米節點)也已進逼極限，使得FinFET再次向3／2節點製程微縮時，也開始面臨漏電流難以克服的困境。因此，晶圓製造業者轉向最新的環繞式閘極(GAA)電晶體技術。
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IMEC晶片製程技術發展路線圖
三星電子(Samsung Electronics)可說是推動採用GAA技術最積極的業者。三星除已表示，會於2022年第2季率先採用自家3奈米級GAA早期(3GAE)技術來製造先進晶片外，還正按計畫繼續開發下一代3GAP技術(預計2023年進入量產)，以及更新一代的2奈米級GAA技術(預計2025年進入量產)。推測三星很可能會先將3GAE技術用來生產自家設計的最新晶片(推估很可能會是三星 Exynos 2300系統單晶片)，再透過自家晶圓代工業務將該技術提供給其他客戶。
在台積電方面，雖然已表示3奈米節點階段仍會採用現行鰭式電晶體架構(FinFET)技術，要到2奈米節點才會轉向採用GAA架構技術(預計2025年下半)，但Anandtech先前指出，未來台積電如果願意的話，仍有可能會在3奈米節點階段採用GAA技術來製造晶片。
至於目前在FET製造技術居於落後地位的英特爾，除計劃在2022與2023年分別以自家Intel 4與Intel 3技術來趕上台積電與三星外，還計劃在2024年上半與下半依序達成Intel 20A與Intel 18A技術量產目標，一舉超越台積電與三星。英特爾將在2奈米節點階段採用GAA架構技術所製造的FET稱為RibbonFET。
在此同時，比利時微電子研究中心(IMEC)也正與台積電、三星和英特爾等製造業者、ASML和應材(Applied Materials)等晶圓設備製造業者，以及益華電腦(Cadence)與新思科技(Synopsys)等電子設計自動化(EDA)業者合作，開發向7埃、5埃、2埃節點製程等前進時所需要的最新架構、製程技術與設備。
根據IMEC最新公布的晶片製程技術發展路線圖，2030年7埃階段會將叉型片(forksheet)導入GAA架構中，提高連結源極與漏極的通道的有效寬度。2032年5埃階段，則會改採基於叉型片的互補式場效電晶體(CFET)架構技術。至於2036年2埃階段，則會以研發中的2D原子通道(atomic channel)技術，克服基本材料在如成長(growth)、低阻接觸(low resistance contacts)，和閘極介電層(Gate Dielectrics)形成等方面的挑戰。
[5][2022-06-21]2奈米製程排位賽 英特爾喊話2024先行 三星與台積電2025爭鋒
梁燕蕙／綜合報導
隨著台積電揭示預定2025年將轉向奈米片(nanosheet)電晶體設計、量產2奈米之後，三星晶圓代工(Samsung Foundry)日前也傳出，計畫在2025年開始量產環繞式閘極場效電晶體(GAAFET)設計2奈米製程，企圖齊步向2奈米製程世代推進，不讓台積電專美。
據Business Korea、SemiWiki報導，三星傳出已經從6月初開始試產(trial production)3奈米GAA製程，但由於尚未確保穩定良率開出，目前仍未敲定3奈米正式量產時間表。
不過，有鑑於台積電預計2022下半年量產的3奈米製程，仍採相對穩定的鰭式場效電晶體(FinFET)設計，而且台積電也確定要到2025年才轉入GAA電晶體設計，三星認為未來3年可說是全球首發GAA製程後，超前台積電的關鍵時刻。
ExtremeTech指出，奈米片設計也是GAA電晶體的一種形式，英特爾(Intel)先前也宣布類似奈米片計畫，稱之為RibbonFET電晶體架構。
相較於三星採用奈米線(nanowire)或是台積電的奈米片設計，英特爾的GAA製程更宣稱將搶先在2024年第3季量產2奈米世代(Intel 20)，至少比台積電與三星提早6個月，而且英特爾晶圓代工服務業務(IFS)已取得高通、NVIDIA等承諾投片Intel 20節點製程。
FinFET電晶體從英特爾2011年導入以來，由於製程節點持續微縮，已經到了必須尋求其他替代方案的時候，無論是三星宣稱的2022年全球首發GAA製程，抑或英特爾2024下半年、台積電2025年導入GAA製程，均著眼於GAA架構能夠更為精確的控制電流。
對三星而言，除了2022年全球首發3奈米GAA製程外，未來3年更必須確保該製程良率穩定開出，才能以相較5奈米優異的運算效能與能源效率，以及精確控制電流的GAA架構，迎戰台積電。
然而，韓媒從2022年初以來，不僅爆料4奈米製程良率偏低、引發投片客戶高通(Qualcomm)不滿轉單台積電，而且3奈米GAA製程投產良率也遲遲未能提升，儘管日前傳出已經低調展開3奈米試產，但截至目前為止，仍未見公司公布正式量產時間表，除了尚未取得重要客戶投片三星3奈米，先以三星內部系統LSI事業部產品優先導入外，反觀台積電3奈米已經在尚未正式量產前，傳出取得英特爾與蘋果(Apple)投片承諾。
三星面臨的挑戰，除了先進製程的良率、客戶與產能規模外，不僅台積電穩紮穩打、按步推進3奈米與2奈米製程世代以及FinFET與GAA電晶體結構轉換，英特爾假使能夠在2023年按時量產3奈米FinFET製程世代(Intel 3)，建立起高通、NVIDIA等美系客戶的投片信心，屆時，三星要頭痛的不僅是追趕台積電、搶食客戶，更是手中客戶流失給英特爾的迫切性。
[3][2022-05-25]三星集團擬5年砸450兆韓元 投資半導體、生物科技
三星集團(Samsung Group)發表最新投資、僱傭計畫，規劃於2022～2026年期間投資450兆韓元(約3,560億美元)，資金將用於半導體、生物科技、人工智慧(AI)等領域中，此次投資規模較過去5年投資(330兆韓元)計畫，足足多出120兆韓元，不僅刷新歷史紀錄，也吸引業界關注目光。
三星集團(Samsung Group)發表最新投資、僱傭計畫，規劃於2022～2026年期間投資450兆韓元(約3,560億美元)，資金將用於半導體、生物科技、人工智慧(AI)等領域中，此次投資規模較過去5年投資(330兆韓元)計畫，足足多出120兆韓元，不僅刷新歷史紀錄，也吸引業界關注目光。
[1][20220516]三星供應美通訊業者Dish Network 5G設備 (digitimes.com.tw)
三星電子(Samsung Electronics) 持續擴大5G行動通訊設備在美市佔率，將供應美國第四大通訊業者Dish Network 5G設備，為三星在美國規模第二大的設備供應合約。
三星日前宣布將向Dish Network供應5G設備，包含虛擬無線網路接取(vRAN)、大容量多重輸出裝置(Massive MIMO Radio；MMR)等，合約總規模達1兆韓元(約7.9億美元)以上。
除了海外事業，三星也投入南韓5G專網「e-Um 5G」領域。根據韓媒Chosun Biz報導，三星日前宣布推出e-Um 5G專用設備，為同時支援廣播基地台及高頻段的5G通訊綜合型基地台。三星採用毫米波雙連線 (NR-DC)技術，可結合4.7GHz中頻和28GHz毫米波(mmWave)高頻頻段，成為南韓業界首例。e-Um 5G讓各企業能夠依照自己的需求建置5G網路，並以特定區域為單位使用5G頻譜，南韓政府自2021年開放專網頻譜分配，加速e-Um 5G商用化的發展。三星計劃提供從核心網路到基地台的完整專網解決方案，以應對各事業領域業者及機關的基礎建設需求，並將與南韓業者共同發掘e-Um 5G的應用，促進e-Um 5G市場的活化。
[0][20220429]半導體缺貨＋旗艦手機熱賣 三星Q1營收創高 獲利暴增59％
三星第一季營收年增19％至77.8兆韓元（約611.5億美元），打破去年第四季創下的76.6兆韓元最高紀錄，也高於華爾街預期的74.9兆韓元。第一季淨利高達11.3兆韓元（約89億美元）。
三星預期高通膨及烏俄戰爭造成的供應鏈問題將延續到本季，繼續助長生產成本並打擊消費信心，但估計零件缺貨問題將逐漸緩解。
三星身兼半導體及消費電子大廠，財報向來被視為產業風向球，而三星第一季表現再度反映半導體需求延燒。儘管近日記憶體晶片價格漲幅趨緩，透露供應量開始提升，但價格依舊高於一年前水平，且三星也預期伺服器晶片需求繼續推動獲利成長。
三星半導體部門營收在第一季年增39％至26.9兆韓元，營業獲利更達到8.5兆韓元，年增幅高達152％。除了記憶體晶片業績長紅之外，三星晶圓代工營收也在第一季創新高。
三星4奈米製程先前曾陷入短暫技術瓶頸，但半導體事業晶圓代工副總裁Kang Moon-soo表示目前已趕上預期產能，且3奈米製程也依照預定時程穩定產能。
三星第一季獲利暴增的另一大功臣是今年2月上市的Galaxy S22旗艦手機，該系列手機獲利率高居歷代Galaxy手機之冠。三星表示Galaxy S22系列手機上市首6周內，全球需求量就比歷代Galaxy手機高出20％，尤其是頂級的Galaxy S22 Ultra。
三星智慧型手機部門營收在第一季年增11％至32.4兆韓元，儘管部門營業獲利年減13％至3.8兆韓元。市調機構Counterpoint Research統計，今年第一季全球智慧型手機出貨量年減7.6％，同一期間三星手機出貨量僅年減4％。
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