上週的英特爾投資者日上，英特爾方面透露了公司10nm芯片一再延期的原因，並宣稱將於2021年發布7nm GPU。然而，就在近日的SFF（Samsung Foundry Forum）美國分會上，三星表示，該公司也將在2021年推出一款突破性的產品——這款產品基於3nm GAA（gate all around）工藝；性能提高35%，功耗降低了50%，芯片面積縮小45%。

三星公佈的這一消息引起了轟動，畢竟英特爾10nm 還沒量產，三星的3nm 就要來了。

3nm 要靠GAA 技術來實現

幾十年來，晶體管一直是處理器的基本組成部分，而縮小晶體管的體積則是衡量芯片進步的關鍵因素。但近年來，芯片行業一直難以克服極端小型化帶來的挑戰。

三星的新產品集成了GAA 技術，能夠對芯片核心晶體管進行重新設計和改造，使其更小更快。

其實，在早期的設計中，芯片電路中的電流一直由通道頂部的“閘門”來控制，但GAA 不同——這種技術利用特定的材料將整個電流通道包裹起來，類似於一種3D 結構，比之前的“閘門”複雜得多。

一些人設想GAA 晶體管通道是一種叫做納米線的小圓柱體，但是三星的設計使用了一種叫做納米片的平坦通道。

國際商業戰略諮詢公司的CEO Handel Jones 說：

三星的研究項目初見成效，它在GAA方面領先台積電大約12個月；而英特爾可能落後三星兩到三年。三星的突破可能會超出摩爾定律的預期，進一步讓我們的手機、手錶、汽車和家居設備變得更智能。

三星代工業務營銷副總裁Ryan Lee 也在本次大會上表示，GAA 將標誌著三星代工業務進入一個全新的時代；而三星的新產品也有望成為其與英特爾和台積電競爭過程中的關鍵一步。

三星3nm 的工藝路線圖

在本次的SFF 上，三星表示，第一批3nm 芯片針對智能手機以及其他移動設備，將於2020 年進行測試，2021 年量產。而對於性能要求更高的芯片，如圖形處理器和數據中心的AI 芯片，將於2022 年到來。

英特爾和台積電目前沒有對此事置評。

迄今為止，三星製造的芯片已經可以使用7nm 工藝；但它也沒有止步於此，仍在持續不斷地對7nm 進行改進，將電路縮小到6nm，5nm，甚至4nm；不過，三星現階段的最終目標是利用GAA 技術將電路縮小到3nm。

Ryan Lee 也對三星芯片的未來作了預測：

GAA 的發展可能會讓2nm，甚至是1nm 的工藝成為可能，雖然我們還不確定那會是怎樣的結構，但我們堅信會有這樣的技術出現。

不得不承認，Ryan Lee的預測確實十分大膽，不過從實際情況來看，芯片製造商幾十年來一直在擔心芯片小型化過程中會遇到的障礙。

就像人們曾經將芯片製程從0.13 微米改稱為130 納米一樣，人們現在突破了極限；或許在將來，芯片廠商們會向更微小的單位進軍，比如皮米（微微米）。

3nm 成本可能讓人卻步

三星多年來一直在生產芯片，但在2017 年，為了除三星電子以外的客戶，該公司將旗下的代工部門拆分為單獨的業務。因此，像高通這樣的公司開始和三星合作，並依靠三星製造了驍龍730 和驍龍730 G 芯片。

在處理器製造的輝煌時期，新一代技術將帶來更小、更快的芯片，而不會增加功耗。如今，這三種好處很難兼得。

不過，客戶在選擇三星的3nm 工藝時仍然會猶豫，因為它很貴。就像三星的5nm 芯片比目前的7nm 稍貴一些一樣，3nm 在定價時也會比5nm 更貴。

不過，相關負責人對3nm 的前景感到樂觀，他表示成本正在逐步下降。