英特尔3nm晶体管密度曝光：超越台积电2nm，碾压IBM 2nm
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2021-07-19 20:54
众所周知，台积电和三星早在去年就已经量产了5nm制程工艺，相比之下英特尔还停留在10nm制程，其最新的7nm工艺今年一季度才正式流片，可能要等到2023年才能面世。
这里需要指出的是，虽然台积电和三星的“5nm”制程工艺的数字要比英特尔的“7nm”制程工艺更小，但是这并不代表英特尔的7nm制程工艺要落后于台积电和三星的5nm制程。因为英特尔的制程工艺节点的命名，此前大多都是严格按照摩尔定律来命名的，即每两年升级一代，新一代的制程命名数字是上一代的0.7倍，对应的晶体管的密度刚好是上一代的约两倍左右。虽然，有一些工艺节点的命名并不是上一代的0.7倍，但是其晶体管密度基本也都保持在上一代的2倍左右。
相比之下，三星和台积电两家厂商为抢占晶圆代工市场，在多年前就开始玩起了数字游戏（比如三星的14nm），即制程工艺节点的命名不再按照摩尔定律的规则来命名，新一代的制程工艺的晶体管密度根本达不到上一代的两倍，甚至只有上一代的不到1.5倍。经过数代的累积，这也使得在同样的制程工艺节点下，台积电、三星的晶体管密度远低于英特尔。
根据此前英特尔公布的数据就显示，台积电10nm工艺的晶体管密度只有英特尔10nm制程的0.48倍，三星10nm的晶体管密度只有英特尔10nm的0.51倍，并且在鳍片间距、栅极间距、最小金属间距、逻辑单元高度等方面，英特尔的10nm制程也是更具优势。基于此，业界也普遍认为，英特尔7nm制程将与台积电和三星的5nm制程相当。
近日Digitimes发布的研究报告，也分析了台积电、三星、Intel及IBM四家厂商在相同命名的半导体制程工艺节点上的晶体管密度问题，并对比了各家在10nm、7nm、5nm、3nm及2nm的晶体管密度情况。
具体来看，在10nm节点，三星的晶体管密度只有0.52亿个/mm²，台积电是0.53亿个/mm²，英特尔已经达到了1.06亿个/mm²。英特尔的晶体管密度达到了台积电和三星的两倍左右。
在7nm节点，三星的晶体管密度是0.95亿个/mm²，台积电是0.97亿个/mm²，而英特尔预计将达到了1.8亿个/mm2。英特尔的晶体管密度依然比台积电和三星高出了80%以上。
在5nm节点上，三星的晶体管密度提升到了1.27亿个/mm²，台积电则达到了1.73亿个/mm²，英特尔将达到3亿个/mm²。英特尔的晶体管密度比台积电高出了超过73%，达到了三星2.36倍。
到了3nm节点，台积电的晶体管密度大约是2.9亿个/mm2²，三星只有1.7亿个/mm²，英特尔将达到5.2亿个/mm²。英特尔的晶体管密度比台积电高出了超过79%，达到了三星2倍以上。即便是英特尔的5nm制程，其晶体管密度也达到了三星2nm的1.76倍。
至于2nm节点，目前没多少数据，IBM之前联合三星等公司发布的2nm工艺密度大约是3.33亿个/mm²，台积电的目标则是4.9亿个/mm²，均低于英特尔3nm的晶体管密度。
虽然以上数据其实不能100%反映各家的工艺技术水平，因为还需要考虑到其他的例如鳍片间距、栅极间距、最小金属间距、逻辑单元高度、功耗、成本等方面的问题。但就摩尔定律关注的晶体管密度指标来看，在同一制程工艺节点上，英特尔的优势巨大，甚至相比台积电、三星更新一代的制程工艺也同样具有一定的领先优势。
编辑：芯智讯-浪客剑
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