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进入2026年,三星晶圆代工业务迎来关键转折期——在2nm制程稳步推进的同时,其下一代1nm工艺的布局已全面提速,明确提出2030年前完成1nm制程研发并实现量产的目标,力求打破台积电长期以来的垄断格局,争夺先进半导体代工市场的主导权。
据TrendForce报道,三星正持续加大先进半导体技术投入,1nm制程的核心突破在于采用全新的“Forksheet”叉片晶体管结构——这是在其3nm节点引入的GAA(环栅)晶体管结构基础上的重大演进,更是其与竞争对手拉开差距的核心关键。
相较于GAA技术,Forksheet将晶体管的电流路径从三个面扩展至四个面,从而显著提升功耗效率;此外,该技术通过在晶体管之间构建电绝缘墙,在芯片空间内插入叉形片层,最大限度缩小晶体管间距,进而在相同芯片面积内容纳更多晶体管,大幅提升芯片的逻辑密度与运行性能。
三星的1nm研发建立在2nm制程的扎实积累之上。
目前,三星2nm GAA工艺良率已提升至60%,正逐步逼近70%的目标,为1nm研发筑牢了坚实的技术根基。与此同时,三星正深耕2nm制程,持续扩展细分工艺阵容,包括计划于今年部署的第三代2nm工艺SF2P、明年上线的SF2P+,以及专为特斯拉AI6芯片研发的定制化工艺SF2T——这款定制芯片将于2027年在美国泰勒新建晶圆代工中心实现量产。
去年,三星成功从特斯拉获得价值165亿美元的2nm AI芯片供应合同,这一合作不仅印证了其先进工艺的技术实力,更为1nm研发提供了充足的资金保障与实践支撑。因此,进入2026年以来,三星半导体研究所已正式抽调2nm等尖端制程的核心研发人员,组建1nm专项研发团队,全力开展技术攻坚工作。
与此同时,三星位于美国泰勒的在建晶圆厂部分区域已获得临时占用许可,今年3月已启动极紫外(EUV)光刻设备的试运行测试,为1nm工艺后续试产筑牢设备基础。此外,三星此前计划引进的ASML High-NA EUV光刻机已顺利到位并投入研发使用,该设备具备更高分辨率,能够有效解决1nm制程中晶体管微型化的光刻难题,进一步加快了技术验证的推进节奏。
据业内最新消息,三星1nm量产时间预计将在2029年后,相较于此前提出的2030年前量产目标,整体推进节奏更趋稳健有序。
在全球先进制程的激烈竞争中,三星的1nm研发计划将面临台积电的强势挑战。目前,台积电在晶圆代工市场占据近72%的绝对主导地位,其1.4nm级A14工艺计划于2027年试生产、2028年实现量产,三星在这一节点暂时处于劣势,因此试图通过1nm工艺实现弯道反超。
据悉,台积电计划在2030年后才将叉片技术引入1nm制程,而三星则将该技术提前应用于1nm研发,力争2030年前实现量产,意图凭借更快的技术迭代速度,抢占下一代半导体市场的先机。
值得注意的是,1nm制程的研发与量产面临着前所未有的技术壁垒。作为将计算单元缩小至五个原子晶粒大小的尖端工艺,其组件宽度仅为当前2nm工艺的一半,制造难度呈几何级数提升。在如此微小的尺寸下,几个原子的偏差、纳米级的信号路径缺陷,都可能严重影响芯片性能;导线与金属层的纤薄化还会导致热梯度异常,降低芯片可靠性,同时光刻胶等核心材料的纯度要求需达到千万亿分之一的级别。
此外,1nm制程还需要全新的IP、优化方案及EDA软件支持,这对三星的技术整合能力提出了极高要求。
自2019年提出“2030年成为系统半导体领域第一”的愿景以来,三星始终在先进制程领域奋力追赶台积电,先后推出全球首个7nm EUV光刻工艺、全球首款3nm芯片,逐步缩小与台积电之间的差距。尽管目前三星晶圆代工业务以6.8%的市场份额位居全球第二,与台积电仍有显著差距,但业内人士认为,三星在技术层面的持续突破使其具备较强竞争力,而1nm工艺的布局,正是其实现弯道超车的关键一步。
随着AI产业的进一步发展,1nm工艺作为下一代半导体技术的核心,将直接决定未来AI服务器、高端移动设备等领域的技术走向。三星全力冲刺1nm赛道,不仅是自身业务升级的必然需求,更将推动全球半导体产业迈入原子级制程的全新发展阶段。
未来几年,随着三星、台积电、Rapidus等企业的激烈角逐,1nm制程的技术突破与量产落地,将重塑全球先进晶圆代工市场的竞争格局,而三星能否凭借叉片技术如期实现既定目标,值得整个行业持续关注与期待。
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