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标题: 据传：台积电3nm不顺利，试产失败  [查看完整版帖子] [打印本页]

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时间:  2021-12-5 17:09

作者: yonica     标题: 据传：台积电3nm不顺利，试产失败

1，台积电三纳米试产失败；
2，失败原因：量子隧穿效应；
3，传统经典电子力学失效；
4，需要新的理论和技术解决此物理问题；
5，台积电短期内无法解决量子隧穿问题；
6，先进封装是后摩尔时代的必然选项；
7，台积电三纳米试产受挫给中芯赢得了时间，预计在5纳米制程上将停留很长时间。

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时间:  2021-12-5 17:18

作者: yonica

之前，台积电试产5nm，始于2019年2月份。

苹果A14芯片，是世界上第一款5nm商用芯片，交付于2020年9月，用于 iPhone 12。

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补充科普一下：

现在无论三星还是台积电，所谓的 10nm、7nm、5nm、3nm，全都是立体堆叠后的，“营销包装” 出来的宣传词，真实的物理尺寸还是13.5nm的。

物理学上，真实尺寸低于10nm是不可能的。接近10多nm后，就已经有很大漏电缺陷了，所以良品率不高。

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时间:  2021-12-5 18:38

作者: shuijiao

消息如属实 今晚开香槟庆祝

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时间:  2021-12-5 18:42

作者: 云中云

提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

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时间:  2021-12-5 18:48

作者: 卖愿望的小菇凉

再过三年进入量子级别

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时间:  2021-12-5 19:40

作者: 虚拟语气

先进半导体的研发竞争已迈入全新阶段，有「全球半导体产业背后头脑」之称的比利时微电子研究中心（ IMEC ）表示，还要向前跨进 4 代才会出现的 1 纳米制程路线图（ Roadmap ）已排定，估计在 2027 年就能实用化，而更新的 0.7 纳米制程也预料在 2029 年之后量产。

如果真的实现，届时AI 人工智能等的运算性能将大幅提升。


芯片上晶体管数量约 2 年增加 1 倍的摩尔定律，自 1965 年发表至今仍被电子产业奉为 准则 ，但是近年来似乎走到物理极限。

IMEC公司首席执行官Dr.Luc Van den hove接受《日本经济新闻》采访时强调，摩尔定律在全新技术的搭配下，要前进多少个世代都不成问题。

在谈到2纳米以下制程的研发进展时，Van den hove表示，IMEC和荷兰艾司摩尔（ASML）合作的极紫外光（EUV）机台研发工作正如火如荼进行，且日本的东京威力科创（TEL）也参与其中。预计测试机台可在 2023 年初完成，也有企业打算在 2026 年投入量产。

Van den hove 认为，半导体性能的大幅提升，可让家电、机器人这类「边缘装置」（Edge Device）有效运用AI 科技。他也提到，目前的AI 技术多倚赖云端运算，但是未来在和边缘装置之间将可取得平衡。而运用云端和边缘装置来分散演算，也可望减少将数据送往数据中心所需的电能消耗。

台积电（2330-TW）和韩国三星都计划在2025年投入2纳米制程量产。美国方面，英特尔（INTC-US）为扳回一城也正在急起直追，IBM（IBM-US）则已于5月宣布，在2纳米制程的测试生产取得成果。

微电子研究中心是拥有约5000名研究者的非营利的研究机构。台积电（TSMC）、美国英特尔和韩国三星电子等大型半导体厂商、设备与原材料厂商通过派遣研究人员或进行委托研究来参与其中。此前，根据微电子研究中心的路线图开发的技术成为各企业推进实用化的基础。

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时间:  2021-12-5 19:54

作者: huaweizhongxing

虚拟语气 发表于 2021-12-5 19:40
先进半导体的研发竞争已迈入全新阶段，有「全球半导体产业背后头脑」之称的比利时微电子研究中心（ IMEC ） ...

有个*用，华大九天EDA都进三星了，台湾EDA还是0 美国孙子。地基根本不牢。

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时间:  2021-12-6 11:03

作者: xiongzong

台积电就一代工厂，还能解决物理问题？？

能解决这个问题，炸药奖都要授给郭台铭

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时间:  2021-12-6 11:27

作者: apollo0105

这东西，为啥大家都瞄准台积电呢？不是应该瞄准集成电路设备商嘛？
现在这不就等于，有没有5G，大家都瞄准运营商的意思嘛？看错对象啦

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时间:  2021-12-6 13:15

作者: lapp2020

中芯还在搞人事斗争，什么14nm、5nm，没空搞。

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时间:  2021-12-6 13:21

作者: youyouran

yonica 发表于 2021-12-05 17:18:14 之前，台积电试产5nm，始于2019年2月份。苹果A14芯片，是世界上第一款5nm商用芯片，交付于2...

中芯还在28nm打转。。。而且有统计，今年中芯是主要晶圆厂里研发投入唯一一个下降的，这不正在拉大和台积电的技术距离

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时间:  2021-12-6 13:21

作者: youyouran

xiongzong 发表于 2021-12-06 11:03:48 台积电就一代工厂，还能解决物理问题？？能解决这个问题，炸药奖都要授给郭台铭

跟郭台铭有什么关系，郭台铭又不是台积电的

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时间:  2021-12-6 13:28

作者: yonica

youyouran 发表于 2021-12-6 13:21
中芯还在28nm打转。。。而且有统计，今年中芯是主要晶圆厂里研发投入唯一一个下降的，这不正在拉大和台积 ...

中芯 的14nm，早就商业交付了，你家刚通网络？

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时间:  2021-12-6 13:43

作者: chenshengqu

yonica 发表于 2021-12-5 17:18
之前，台积电试产5nm，始于2019年2月份。

苹果A14芯片，是世界上第一款5nm商用芯片，交付于2020年9月，用 ...

哈哈，都是为了卖噱头吗？

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时间:  2021-12-6 13:43

作者: chenshengqu

确实没必要再往上了，5nm都够用了。。

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时间:  2021-12-6 13:46

作者: 六韬三略

提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

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时间:  2021-12-6 14:19

作者: youyouran

yonica 发表于 2021-12-6 13:28
中芯 的14nm，早就商业交付了，你家刚通网络？

你去看看中芯14nm营收占比吧。再看看台积电7nm和5nm营收占比。商业交付能力，和形成主流是两码事。

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时间:  2021-12-6 15:09

作者: yonica

chenshengqu 发表于 2021-12-6 13:43
哈哈，都是为了卖噱头吗？

也不全是，确实有集成度 和 耗电 的优势，但就是成本也贵了不少。

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时间:  2021-12-6 15:32

作者: 虚拟语气

chenshengqu 发表于 2021-12-6 13:43
确实没必要再往上了，5nm都够用了。。

现在随便一个app都是百多兆，都自己带浏览器，插满屏广告，安装后都有占用10+g的都有，5纳米怎么可能够用？
要我是工信部，勒令所有app必须用c或c++或rust写才能上架，外部只用webview调用，广告超过定量举报有奖，中芯国际28纳米就能hold住

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时间:  2021-12-6 15:43

作者: huaweizhongxing

lapp2020 发表于 2021-12-6 13:15
中芯还在搞人事斗争，什么14nm、5nm，没空搞。

中芯14纳米，你知道客户谁吗，良率客户非常满意

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时间:  2021-12-6 15:53

作者: huaweizhongxing

虚拟语气 发表于 2021-12-6 15:32
现在随便一个app都是百多兆，都自己带浏览器，插满屏广告，安装后都有占用10+g的都有，5纳米怎么可能够用 ...

人家中芯国际 14纳米都快满产了，谁跟你28，***

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时间:  2021-12-7 14:00

作者: qkb_75@163.com

二五仔，终于到瓶颈了把！！

盛极必衰！！台积电死期可以预期了！！

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时间:  2021-12-7 14:06

作者: xtreme_x

yonica老师这时候又开始双重标准了
对于境外正面新闻就是吹毛求疵
对待境外负面新闻就是“据传”
谁看了不想yue

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时间:  2021-12-7 14:12

作者: xtreme_x

yonica 发表于 2021-12-5 17:18
之前，台积电试产5nm，始于2019年2月份。

苹果A14芯片，是世界上第一款5nm商用芯片，交付于2020年9月，用 ...

In December 2019, TSMC announced an average yield of approximately 80%, with a peak yield per wafer of over 90% for their 5 nm test chips with a die size of 17.92 mm2

https://www.anandtech.com/show/1 ... m-coming-in-h1-2020

不知道yonica觉得Yield不行是什么标准
反正根据华为从TSMC那里抢出的大概1000万片K9000来看 我觉得挺行的

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时间:  2021-12-7 14:17

作者: xtreme_x

youyouran 发表于 2021-12-6 13:21
中芯还在28nm打转。。。而且有统计，今年中芯是主要晶圆厂里研发投入唯一一个下降的，这不正在拉大和台积 ...

那倒也没有 ，中芯14nm量产很久了，之前荣耀Play4T Pro用的就是SMIC 14nm做出来的麒麟710A
和TSMC 12nm相比峰值频率降了0.2GHz，但也不是不能用
SMIC的N+1工艺密度约等于7nm，性能约等于10nm，已经量产了，首批客户跟TSMC N7一样还是矿厂
SMIC的N+2差不多对标N7，预计年底试产

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时间:  2021-12-7 14:29

作者: xtreme_x

目前看用N4的天玑9000，用N4P的A16都没啥大问题
SMIC EUV拿不到 DUV到顶了也就1亿晶体管/mm2的密度
而N4已经可以做到1.7亿了
英特尔折腾到了SAQP也很难跨越这个坎
EUV拿不到相当于上限就被封死了 N+3也没法出 这就是SMIC的困境


附件: 5989484cly1gwyrtpbnmbj215v0u0wnh.jpg (2021-12-7 14:23, 333.99 KB) / 下载次数 0
https://www.txrjy.com/forum.php?mod=attachment&aid=NTA4ODA5fDg1NzkwMjdmfDE3NTQxNjQ5Nzl8MHww

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时间:  2021-12-7 14:39

作者: wzx751

该大中国出马了，必须苦练内功不惜一切制造出中国芯。

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时间:  2021-12-7 16:07

作者: lizzcat

对国内产业是个利好消息

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时间:  2021-12-7 20:30

作者: xuqz

包装

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时间:  2021-12-7 20:30

作者: xuqz

xuqz 发表于 2021-12-7 20:30
包装

任重道远

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时间:  2021-12-7 20:39

作者: mryuri

xtreme_x 发表于 2021-12-7 14:12
In December 2019, TSMC announced an average yield of approximately 80%, with a peak yield per wafe ...

他都不敢出来对线...唉 我还对他有所憧憬

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时间:  2021-12-8 09:08

作者: hzjppkk

纳米和量子之间还有百万级差距，怎么这么快就扯上量子了

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时间:  2021-12-8 09:12

作者: yonica

hzjppkk 发表于 2021-12-8 09:08
纳米和量子之间还有百万级差距，怎么这么快就扯上量子了

量子隧穿效应（Quantum tunneling effect）指的是，像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为，尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。在经典力学里，这是不可能发生的，但使用量子力学理论却可以给出合理解释。

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1927年，在研究分子光谱时，弗里德里希·洪德发现，对于双阱位势案例，偶对称量子态与奇对称量子态会因量子叠加形成非定常波包，其会从其中一个阱穿越过中间障碍到另外一个阱，然后又穿越回来，这样往往返返的震荡。洪德定量给出震荡周期与位势垒的高度、宽度之间的关系。
乔治·伽莫夫于1928年，发表论文用量子隧穿效应解释原子核的阿尔法衰变。在经典力学里，粒子会被牢牢地束缚于原子核内，因为粒子需要超强的能量才能逃出原子核的位势。经典力学无法解释阿尔法衰变。在量子力学里，粒子不需要具有比位势还强劲的能量，才能逃出原子核的束缚；粒子可以概率性的穿越过原子核的位势，从而逃出原子核的束缚。伽莫夫想出原子核的位势模型，其为吸引性核位势与排斥性库仑位势共同形成。借着这模型，他用薛定谔方程推导出进行阿尔法衰变的放射性粒子的半衰期与能量的关系方程，即盖革-努塔尔定律。
马克斯·玻恩在一场伽莫夫的专题研讨会里，明白了伽莫夫理论的重要性，玻恩认为，这理论可能可以应用于其它领域，例如，电子从金属表面冷发射的现象。玻恩是量子力学大师，他发现伽莫夫理论存在瑕疵﹐伽莫夫理论所使用的哈密顿量是厄米算符，其特征值必须是实数，而不是伽莫夫所假定的复数。为此，经过几个星期的努力，玻恩将这理论加以修改，并仍旧维持不变原先的结果。伽莫夫提出的阿尔法衰变机制是首次成功应用量子力学于核子现象的案例。
同时期，普林斯顿大学副教授罗纳德·格尼阅读了两篇关于量子隧穿效应的论文。其中一篇的作者是罗伯特·奥本海默。在这篇论文里，奥本海默将氢原子激发态的自电离归因于量子隧穿效应，在原子里，束缚电子的库仑位势阱被强劲电场改变，因此形成有限位势垒，其可被电子穿越而过。另一篇的作者是拉尔夫·福勒与罗特哈·诺德海姆。他们研究发现，一维量子系统具有某些很有意思的量子隧穿性质，可以用来解释电子的冷发射，即施加强劲外电场于冷金属可以促成电子被发射的现象。早在1922年，朱利斯·利廉费德就已观察到电子冷发射现象，但物理学者最初都无法对于这现象给出合理解释。格尼认为，除了电子冷发射现象以外，量子隧穿效应也可以用来解释阿尔法衰变。他找到欧内斯特·卢瑟福的学生，普林斯顿大学副教授爱德华·康登一起合作研究，很快地，他们也独立地研究出阿尔法衰变的量子隧穿效应。
之后，两组物理团队分别继续发表了一些关于量子隧穿效应的论文。伽莫夫的论文指出，低能量质子或阿尔法粒子可以穿越进入原子核，不管它们的能量是否高过位势垒的高度。格尼的论文详细地解释了谐振隧穿的物理机制。1931年，华特·萧特基给出德文术语“wellenmechanische Tunneleffekt”，即“波动力学隧穿效应”。隔年，雅科夫·弗伦克尔在著作《波动力学，基本理论》里，首先给出英文术语“tunnel effect”。在30年代与40年代，物理学者尝试用电子隧穿机制来解释在金属半导体系统里电子流的整流性质，但遭遇到很多困难，时常会得到相反的答案。直到1947年，由于发现晶体管，电子隧穿效应才又成为热门研究论题。
江崎玲于奈于1957年发明了隧道二极管，这器件展示出固体的电子隧穿性质。隧道二极管是首个被发明的量子电子器件。3年后，伊瓦尔·贾埃弗做实验证实在超导体里也会出现量子隧穿效应，因此展示出超导体所具有的能隙，其为BCS理论的重要预测之一。1962年，布赖恩·约瑟夫森发布理论预测，超电流可以穿越过在两个超导体之间由一薄层绝缘氧化物制成的位势障碍，约瑟夫森表示，这是因为成对电子（库柏对）的穿越动作。由于江崎玲于奈与贾埃弗分别“发现半导体和超导体的隧道效应”，约瑟夫森“理论上预测出通过隧道势垒的超电流的性质，特别是那些通常被称为约瑟夫森效应的现象”，他们共同荣获1973年诺贝尔物理学奖。
扫描隧道显微镜是一种利用量子隧穿效应来探测物质表面结构的仪器。格尔德·宾宁及海因里希·罗雷尔于1981年在IBM的苏黎世实验室发明，两位发明者因此与恩斯特·鲁斯卡分享1986年诺贝尔物理学奖。
水分子隧穿效应指的是，水分子陷俘在绿柱石内会隧穿于六种不同的旋转取向，这意味着每一个水分子会同时处于六种组态。2016年，橡树岭国家实验室研究团队观测到水分子隧穿效应。

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时间:  2021-12-8 13:31

作者: xtreme_x

yonica 发表于 2021-12-8 09:12
量子隧穿效应（Quantum tunneling effect）指的是，像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为，尽 ...

说得好，等于没说

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时间:  2021-12-8 16:38

作者: 一梦之久

卖愿望的小菇凉 发表于 2021-12-5 18:48
再过三年进入量子级别

看到这个表情  突然想起来，家园表情包是否可以上架微信呢

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时间:  2021-12-8 20:39

作者: 卖愿望的小菇凉

一梦之久 发表于 2021-12-08 16:38:26 看到这个表情  突然想起来，家园表情包是否可以上架微信呢

你有版权吗

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时间:  2021-12-8 20:50

作者: yonica

yonica 发表于 2021-12-8 09:12
量子隧穿效应（Quantum tunneling effect）指的是，像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为，尽 ...

沟道太短之后，散射机制失效，能带模型变化，因此迁移率模型和表面势模型不再适用，调制沟道电流的是栅极电场产生的势垒。有点像电子管中阴极射线的放大效应，不过量子隧穿的特点是并不要求载流子的能量完全高于势垒，只要接近就有跃迁过去的几率。
另外尺寸小了，一干长程晶体模型中的理论都失去作用了，量子势阱也会约束载流子分成多个能级，不同能级在沟道中的几率分布也不一样。总之就是会出来很多跟深亚微米不一样的特性。
  
由于量子跃迁是几率性的，所以如果器件中通过的电量不是足够多，器件特性就会出现明显的随机涨落。如果不是想利用这种量子效应进行计算那就必须在电路设计上想些办法消除它的影响。

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时间:  2021-12-8 21:38

作者: 虚拟语气

提示: 该帖被管理员或版主屏蔽

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时间:  2021-12-8 21:40

作者: uc浏览器

现在专业发帖多少钱一条？

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时间:  2021-12-20 10:23

作者: fei4977

huaweizhongxing 发表于 2021-12-5 19:54
有个*用，华大九天EDA都进三星了，台湾EDA还是0 美国孙子。地基根本不牢。

管它真假，就行喜欢这个的观点

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时间:  2021-12-20 12:38

作者: yonica

fei4977 发表于 2021-12-20 10:23
管它真假，就行喜欢这个的观点

三星宣布华大九天成为其晶圆代工生态系统SAFE EDA合作伙伴

2021-11-21 10:28:49

【TechWeb】11月21日消息，近日由三星半导体主办的三星先进晶圆代工生态系统SAFE™（Samsung Advanced Foundry Ecosystem）论坛面向全球在线召开。会上，三星Foundry全面介绍了其晶圆代工生态系统，并正式宣布华大九天成为其SAFE™-EDA生态系统的全新合作伙伴。

通过双方协同，华大九天SPICE电路仿真工具Empyrean ALPS在2021年成功通过三星Foundry EDA工具认证流程SAFE™-QEDA，实现对其8nm（8LPP）工艺制程的支持。

Empyrean ALPS是华大九天自主研发的高速高精度并行晶体管级电路仿真工具，支持数千万元器件的电路仿真和数模混合信号仿真，通过创新的智能矩阵求解算法和高效的并行技术，突破了电路仿真的性能和容量瓶颈，仿真速度相比同类电路仿真工具显著提升。

华大九天受邀在此次SAFE™ Forum 2021进行在线展示交流。未来，华大九天将与三星Foundry携手，为产业提供全新及领先的设计资源和解决方案，助力IC设计效率提升，加速产品面市。

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时间:  2021-12-22 14:42

作者: jonden

国内技术何时雄起？

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时间:  2021-12-22 15:05

作者: yy611

台积电要抓紧去A了

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时间:  2021-12-22 22:18

作者: xuqz

挤牙膏了

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时间:  2021-12-22 22:19

作者: xuqz

xuqz 发表于 2021-12-22 22:18
挤牙膏了

领先就可以了

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时间:  2021-12-25 16:22

作者: yonica

这两天，分别先后爆出来，苹果 和 Intel，传说都要采取台积电3nm产能，但仔细研究新闻通稿文案，就能发现：都很巧妙地，回避了3nm试产结果的内容。

以前，任何新工艺节点试产成功时，台积电都是大肆宣传的哦。

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时间:  2021-12-25 16:27

作者: 123就是123

不是明年4季度量产吗？

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时间:  2021-12-25 17:28

作者: jnjn

没有hw技术加成
tsmc干不好

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时间:  2021-12-26 09:28

作者: yonica

123就是123 发表于 2021-12-25 16:27
不是明年4季度量产吗？

苹果 和 Intel，传说都要在2022年四季度采取台积电3nm产能，但仔细研究其新闻通稿文案，就能发现：都很巧妙地，回避了3nm试产结果的内容。

以前，任何新工艺节点试产成功时，台积电都是大肆宣传的哦。

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时间:  2022-2-22 14:35

作者: yonica

传台积电3nm良品率出现问题，或影响相关厂商的芯片计划  https://www.txrjy.com/thread-1222694-1-1.html  
此前报道指，台积电（TSMC）将在2022年下半年量产N3制程节点，并计划推出名为N3E的增强型3nm工艺，将拥有更好的性能和功耗表现，量产时间为2023年下半年。此外，还可能推出成本和设计有所差异的N3B等方案。在去年末，台积电已经在Fab 18中启动了3nm芯片的试生产。

据DigiTimes报道，台积电的N3制程节点方案未能顺利推进，已不断进行修正，但良品率等整体效能的提升进度仍低于预期，甚至在某些部分出现困难，需要重新安排，导致苹果等多家客户近期下单均以N5制程节点及其衍生的工艺为主，扩大了N4、N4P和N4X等工艺的使用。台积电N3制程节点专为智能手机和高性能计算（HPC）芯片而设计，在N5制程节点上进一步应用极紫外光刻（EUV）技术，光罩层数将超过20层。台积电承诺N3工艺相比N5工艺，性能可提高10%-15%，或者降低25%-30%的功耗。

台积电总裁魏哲家曾表示，N3制程节点仍使用FinFET晶体管的结构，是为客户提供最佳的技术成熟度、性能和成本。在台积电3nm工艺技术推出的时候，将成为业界最先进的PPA和晶体管技术，N3制程节点将成为台积电另一个大规模量产且持久的制程节点。早有传闻指，英特尔和苹果已率先获得台积电N3制程节点的产能。前者计划将该工艺使用在2023年发布的Meteor Lake上，制造GPU模块；后者则首先用在2023年新款iPad搭载的芯片上，目前在时间上也非常勉强。

台积电的3nm计划推进缓慢，甚至催生备用方案，本是三星追赶的好时机。不过三星在7nm及以下工艺上的研发也一直不顺利，使得5nm客户寥寥无几，近期4nm工艺因效能问题也备受争议。虽然三星在3nm制程节点引入了全新的GAAFET全环绕栅极晶体管工艺，并计划在2022年上半年量产第一代3nm工艺，不过外界并不看好。毕竟台积电在N3制程节点只是沿用FinFET晶体管，目前也遭遇了不小的困难，三星想越级使用，只会难上加难。尽管三星报价优惠，估计厂商普遍也不敢冒险使用。三星已在3nm计划里投下巨资，如果不达预期，或许难以收回成本导致项目亏损。

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通信人家园 (https://www.txrjy.com/)

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