力拚台積電，三星宣布 3 奈米 GAA 成功流片
技術論壇時台積電強調 3 奈米製程將照時程於 2022 下半年正式量產，競爭對手南韓三
星日前也表示，採用 GAA 架構的 3 奈米製程技術正式流片（Tape Out），對全球只有這
兩家能做到 5 奈米製程以下的半導體晶圓代工廠來說，較勁意味濃厚。
外媒報導，三星 3 奈米製程流片進度是與新思科技（Synopsys）合作，加速為 GAA 架構
的生產流程提供高度優化參考方法。因三星 3 奈米製程不同於台積電或英特爾的
FinFET 架構，而是 GAA 架構，三星需要新設計和認證工具，因此採用新思科技的
Fusion Design Platform。製程技術的物理設計套件（PDK）已在 2019 年 5 月發表，
並 2020 年通過製程技術認證。預計此流程使三星 3 奈米 GAA 結構製程技術用於高性能
運算（HPC）、5G、行動和高階人工智慧（AI）應用晶片生產。
三星代工設計技術團隊副總裁 Sangyun Kim 表示，三星代工是推動下一階段產業創新的
核心。三星將藉由不斷發展技術製程，滿足專業和廣泛市場增長的需求。三星電子最新且
先進的 3 奈米 GAA 製程技術，受惠於與新思科技合作，Fusion Design Platform 加速
準備，有效達成 3 奈米製程技術承諾，證明關鍵聯盟的重要性和優點。
新思科技數位設計部總經理 Shankar Krishnamoorthy 也表示，GAA 電晶體結構象徵著製
程技術進步的關鍵轉捩點，對保持下一波超大規模創新所需的策略至關重要。新思科技與
三星戰略合作支持提供一流技術和解決方案，確保發展趨勢延續，以及為半導體產業提供
機會。
GAA（Gate-all-around）架構是周邊環繞著 Gate 的 FinFET 架構。照專家觀點，GAA 架
構的電晶體提供比 FinFET 更好的靜電特性，可滿足某些柵極寬度的需求。這主要表現在
同等尺寸結構下，GAA 的溝道控制能力強化，尺寸進一步微縮更有可能性。相較傳統
FinFET 溝道僅 3 面被柵極包覆，GAA 若以奈米線溝道設計為例，溝道整個外輪廓都被
柵極完全包裹，代表柵極對溝道的控制性更好。
3 奈米 GAA 製程技術有兩種架構，就是 3GAAE 和 3GAAP。這是兩款以奈米片的結構設計
，鰭中有多個橫向帶狀線。這種奈米片設計已被研究機構 IMEC 當作 FinFET 架構後續產
品進行大量研究，並由 IBM 與三星和格羅方德合作發展。三星指出，此技術具高度可製
造性，因利用約 90% FinFET 製造技術與設備，只需少量修改的光罩即可。另出色的柵極
可控性，比三星原本 FinFET 技術高 31%，且奈米片通道寬度可直接圖像化改變，設計更
有靈活性。
對台積電而言，GAAFET（Gate-all-around FETs）仍是未來發展路線。N3 技術節點，尤
其可能是 N2 節點使用 GAA 架構。目前正進行先進材料和電晶體結構的先導研究模式，
另先進 CMOS 研究，台積電 3 奈米和 2 奈米 CMOS 節點順利進行中。台積電還加強先導
性研發工作，重點放在 2 奈米以外節點，以及 3D 電晶體、新記憶體、low-R
interconnect 等領域，有望為許多技術平台奠定生產基礎。台積電正在擴大 Fab 12 的
研發能力，目前 Fab 12 正在研究開發 N3、N2 甚至更高階製程節點。
https://technews.tw/2021/06/29/samsung-announces-3nm-gaa-tape-out/