昨天，臺(tái)灣主管部門宣布，臺(tái)積電3nm工廠環(huán)評(píng)正式通過(guò)，這個(gè)總投資規(guī)模約200億美元的項(xiàng)目進(jìn)入了一個(gè)新階段。

  對(duì)于3nm晶圓廠來(lái)說(shuō)，除了技術(shù)研發(fā)之外，它對(duì)水電的消耗也不容忽視，特別是在大量使用EUV工藝之后，我們之前在介紹EUV光刻機(jī)時(shí)就提到過(guò)這個(gè)問(wèn)題，由于EUV極其耗電，因?yàn)?3.5nm的紫外光容易被吸收，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率非常低，據(jù)說(shuō)只有0.02%，目前ASML的EUV光刻機(jī)輸出功率是250W，工作一天就要耗電3萬(wàn)度，所以晶圓廠耗電量極其驚人，臺(tái)積電公布的2016社會(huì)責(zé)任報(bào)告中提到耗電量總計(jì)88.5億度。

  軟硬結(jié)合板廠了解到，除了耗電之外，晶圓廠在制造芯片的過(guò)程中還需要大量水源，大型晶圓廠每日用水量高達(dá)5萬(wàn)噸，盡管現(xiàn)在已經(jīng)做到了80%以上的循環(huán)用水，但是總量依然驚人，所以建設(shè)半導(dǎo)體晶圓廠對(duì)環(huán)境方面的壓力還是很大的，工藝越先進(jìn)，問(wèn)題就越明顯。

  臺(tái)積電公司總裁魏哲家在月初曾表示，3納米的技術(shù)也都已經(jīng)到位，一切就等環(huán)評(píng)通過(guò)。聯(lián)想到三星在早前宣布3nm提速，可以肯定地說(shuō)，3nm競(jìng)爭(zhēng)正式開打。

  首先看臺(tái)積電，他們的3nm晶圓廠坐落在臺(tái)灣南科園區(qū)，占地28公頃，位置緊鄰臺(tái)積電的5nm工廠。今年8月中旬臺(tái)灣環(huán)保部門已經(jīng)通過(guò)了“臺(tái)南科學(xué)園區(qū)二期基地開發(fā)暨原一期基地變更計(jì)畫環(huán)差案”初審，昨天環(huán)差案通過(guò)審查，臺(tái)積電將于2020年9月自南科管理局取得用地后，隨即動(dòng)土展開3納米新廠興建作業(yè)。

  根據(jù)臺(tái)積電的資料，他們的3nm項(xiàng)目投資超過(guò)6000億新臺(tái)幣，約為194億美元或者1347億人民幣，2020年開始建廠，2021年完成設(shè)備安裝，預(yù)計(jì)2022年底到2023年初量產(chǎn)。

  再看三星，他們?cè)诰A代工方面的野心昭然若揭。

  該公司晶圓代工業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Eun Seung Jung 日前在國(guó)際電子元件會(huì)議（IEDM）表示，三星已完成3 納米制程技術(shù)的性能驗(yàn)證，正在進(jìn)一步完善制程技術(shù)，目標(biāo)是預(yù)計(jì)2020 年大規(guī)模量產(chǎn)，這時(shí)程也將超前臺(tái)積電2022 年正式量產(chǎn)3 納米制程技術(shù)。

  全球晶圓代工市場(chǎng)，目前臺(tái)積電一家獨(dú)大，占全球晶圓代工市場(chǎng)約60% 市占率。不僅營(yíng)收遠(yuǎn)超其他廠商，且最先進(jìn)的7 納米制程節(jié)點(diǎn)，幾乎壟斷所有芯片代工訂單。據(jù)臺(tái)積電表示，2018 年制造了50 多個(gè)7 納米芯片，2019 年還有100 多個(gè)7 納米及加強(qiáng)版7 納米+ 制程訂單。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星要在7 納米制程節(jié)點(diǎn)追趕臺(tái)積電難度很高，所以將目光放在更先進(jìn)的3 納米制程節(jié)點(diǎn)。

  根據(jù)三星的規(guī)劃，他們將在3nm上用上GAA技術(shù)，而他們研發(fā)的產(chǎn)品叫做MBCFET(多橋通道場(chǎng)效應(yīng)管)，按照九月份的時(shí)候的報(bào)道，這個(gè)技術(shù)正在使用納米層設(shè)備開發(fā)之中。

  所謂GAAE/GAAP (3nm Gate-All-Around Early/Plus)Gate-All-Around就是環(huán)繞柵極，相比于現(xiàn)在的FinFET Tri-Gate三柵極設(shè)計(jì)，將重新設(shè)計(jì)晶體管底層結(jié)構(gòu)，克服當(dāng)前技術(shù)的物理、性能極限，增強(qiáng)柵極控制，性能大大提升。

  對(duì)本土的晶圓廠來(lái)說(shuō)，要追逐先進(jìn)制程，那就需要花費(fèi)更多的精力和時(shí)間了。