晶圓代工 PDK 使芯片設(shè)計(jì)人員能夠訪問經(jīng)過測試和驗(yàn)證的組件庫，以提供功能齊全且可靠的設(shè)計(jì)。一旦技術(shù)達(dá)到可制造性的關(guān)鍵水平，這些通常就可供生態(tài)系統(tǒng)使用。然而，準(zhǔn)入限制和保密協(xié)議的需要為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界在開發(fā)過程中獲取先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)設(shè)置了很高的門檻。使用imec N2 PDK將有助于學(xué)術(shù)界和商業(yè)公司。

“如果我們想要吸引新一代芯片設(shè)計(jì)人員，我們必須讓他們盡早接觸到在最先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)上發(fā)展設(shè)計(jì)技能所需的基礎(chǔ)設(shè)施。隨附的培訓(xùn)課程將使這些設(shè)計(jì)人員盡快掌握最新技術(shù)，例如納米片器件和晶圓背面技術(shù)。設(shè)計(jì)探路（design pathfinding ）PDK還將幫助公司將其設(shè)計(jì)過渡到未來的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，并預(yù)防其產(chǎn)品的擴(kuò)展瓶頸。” 邏輯技術(shù)副總裁Julien Ryckaert說道。 

設(shè)計(jì)探路PDK包含基于一組數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)單元庫和SRAM IP宏的數(shù)字設(shè)計(jì)所需的基礎(chǔ)設(shè)施。未來，設(shè)計(jì)尋路PDK平臺將擴(kuò)展到更先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)（例如A14）。該培訓(xùn)計(jì)劃將于第二季度初開始，向訂閱者傳授 N2 技術(shù)節(jié)點(diǎn)的特殊性，并提供使用 Cadence 和 Synopsys EDA 軟件的數(shù)字設(shè)計(jì)平臺的實(shí)踐培訓(xùn)。

Synopsys 技術(shù)戰(zhàn)略與戰(zhàn)略合作伙伴副總裁Brandon Wang 表示：“培養(yǎng)一支具備開發(fā)轉(zhuǎn)型產(chǎn)品所需技術(shù)的工程人員隊(duì)伍對于半導(dǎo)體行業(yè)至關(guān)重要。” “Imec 的設(shè)計(jì)探路 PDK 是一個(gè)很好的例子，說明行業(yè)合作伙伴關(guān)系如何為當(dāng)前和下一代設(shè)計(jì)師拓寬先進(jìn)工藝技術(shù)的獲取途徑，從而加速他們的半導(dǎo)體創(chuàng)新。

我們與imec合作為其N2 PDK提供經(jīng)過認(rèn)證的、人工智能驅(qū)動的EDA數(shù)字設(shè)計(jì)流程，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠使用基于PDK的虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行原型設(shè)計(jì)并加速向下一代技術(shù)的過渡。”

Cadence 學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)副總裁Yoon Kim 表示：“Cadence 致力于與大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)合作，推動創(chuàng)新并支持納米和微電子行業(yè)的勞動力發(fā)展。” “Cadence 和imec 在多個(gè)項(xiàng)目上有著長期的成功合作歷史，新的imec 設(shè)計(jì)探路PDK 代表了培訓(xùn)下一代芯片設(shè)計(jì)人員的一個(gè)重要的新里程碑。Imec 使用 Cadence 業(yè)界領(lǐng)先的 AI 驅(qū)動的數(shù)字和自定義/模擬全流程中的所有工具來創(chuàng)建和驗(yàn)證 Open PDK，確保學(xué)術(shù)界和行業(yè)合作伙伴能夠在最先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)訪問完整的 Cadence 流程，使他們能夠無縫過渡到下一代設(shè)計(jì)。”  

2nm爭奪戰(zhàn)正式打響

盡管全球大多數(shù)半導(dǎo)體代工廠都在提高 3nm 工藝的良率，但下一代 2nm 合同的爭奪戰(zhàn)已經(jīng)開始。三星宣布與一家未公開的公司達(dá)成一項(xiàng)新協(xié)議，在其即將推出的 2nm 節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建人工智能芯片，并取得了早期勝利。該協(xié)議的細(xì)節(jié)很少，但它表明三星的代工業(yè)務(wù)可能會以其未來的工藝開始與臺積電（和英特爾）競爭。

在最近的財(cái)報(bào)電話會議上，三星宣布了新的 2nm 合同，但沒有透露與哪家公司合作。一家名為 Liberty Times Net 的網(wǎng)站爆料了這一消息，并在標(biāo)題中指出，這是三星在下一代合同的高風(fēng)險(xiǎn)爭奪戰(zhàn)中追趕臺積電的努力的一部分。該報(bào)告指出，該訂單包括用于人工智能目的的 2nm 芯片以及 HBM3 內(nèi)存和先進(jìn)封裝，這表明它是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，當(dāng)然不是用于客戶目的的產(chǎn)品。該公司預(yù)計(jì)將于 2025 年推出 2nm SF2 工藝，并將利用其現(xiàn)有的環(huán)柵 (GAA) 工藝和 MBCFET（多橋通道場效應(yīng)晶體管，一種納米片設(shè)計(jì)）。

三星對其 2nm 節(jié)點(diǎn)寄予厚望，據(jù)報(bào)道，與第二代 3nm GAA 設(shè)計(jì)相比，在相似時(shí)鐘頻率下，該節(jié)點(diǎn)的效率將提高 25%。此外，預(yù)計(jì)在相同功率水平下，效率將提高 12%，芯片總尺寸將減小 5%。三星此前表示，其首批 2nm 晶圓將針對智能手機(jī)，因此這項(xiàng)新協(xié)議可能是其最先進(jìn)工藝的首個(gè) PC 相關(guān)合同。Techpowerup推測這筆交易很可能針對谷歌、微軟或阿里巴巴等超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心公司。

三星合同的消息標(biāo)志著其正在醞釀的 2nm 及更先進(jìn)芯片大戰(zhàn)的升級。三星希望在 2nm 戰(zhàn)場上與行業(yè)領(lǐng)頭羊臺積電正面交鋒，因?yàn)樗�可以�?2022 年的 3nm 工藝一樣，再次在市場上擊敗對手。據(jù)報(bào)道它已經(jīng)與蘋果就為下一代 iPhone 和 M 系列 SoC 提供 2nm 芯片進(jìn)行了談判。

三星晶圓廠，不認(rèn)命

全球最大的存儲芯片制造商三星電子在半導(dǎo)體領(lǐng)域面臨著激烈的競爭。雖然三星七年來一直深陷涉及其高管兼集團(tuán)繼承人李在镕的法律訴訟，但全球芯片制造商一直在通過加大投資和產(chǎn)量來擴(kuò)大市場份額。

全球最大的代工芯片制造商臺灣臺積電鞏固了其領(lǐng)導(dǎo)地位，而美國芯片制造商英特爾和日本半導(dǎo)體制造商Rapidus也在政府的大力支持下迅速發(fā)展。

三星的目標(biāo)是到 2030 年成為全球最大的存儲芯片和系統(tǒng)半導(dǎo)體生產(chǎn)商。但實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的道路充其量也是崎嶇不平的，因?yàn)槿�星必須對抗競爭對手的激烈競爭�?/span>

臺灣中央通訊社（CNA）2月5日援引TriOrient Investments的數(shù)據(jù)報(bào)道，去年臺積電已超越三星，成為全球最大的半導(dǎo)體制造商。臺積電去年的半導(dǎo)體總銷售額為 693 億美元，超過英特爾的 542.3 億美元和三星的 509.9 億美元。

從廣義上講，半導(dǎo)體分為兩大類：存儲芯片（包括 DRAM 和 NAND 閃存）和非存儲系統(tǒng)半導(dǎo)體，例如微處理器和片上系統(tǒng) (SoC)。

臺積電在全球處理器市場占據(jù)主導(dǎo)地位，擁有超精細(xì)芯片制造方面的專業(yè)知識，生產(chǎn)用于智能手機(jī)、人工智能 (AI)、自動駕駛汽車和超級計(jì)算機(jī)的最先進(jìn) 5 納米芯片的 90% 以上。鑒于代工客戶很少更換供應(yīng)商，預(yù)計(jì)臺積電在可預(yù)見的未來仍將保持 3nm 和 2nm 芯片的領(lǐng)先地位。去年第三季度，臺積電在全球晶圓代工市場的份額達(dá)到57.9%，超過三星的12.4%超過45個(gè)百分點(diǎn)。

“三星需要吸引像Nvidia、AMD和高通這樣的客戶來獲得市場份額，但這并不容易，因?yàn)榕_積電與這些公司保持著密切的關(guān)系，”一位業(yè)內(nèi)人士表示。“三星必須展示其在技術(shù)和成本方面的競爭力才能贏得這些客戶。”

英特爾宣布計(jì)劃在 2021 年重新進(jìn)入代工（代工芯片制造）業(yè)務(wù)，目前也在加大投資力度。英特爾一直在亞利桑那州、俄亥俄州、新墨西哥州和俄勒岡州建設(shè)代工廠，并獲得美國政府通過補(bǔ)貼提供的大量資金支持。英特爾還考慮在德國和日本建設(shè)代工工廠。

“考慮到英特爾在半導(dǎo)體技術(shù)方面的專業(yè)知識，該公司到 2025 年超越三星和臺積電的目標(biāo)不應(yīng)掉以輕心，”一位知情人士表示。

日本芯片制造商也正在卷土重來。據(jù)《讀賣新聞》報(bào)道，日本政府將提供 21570 億美元（2400 億日元）的補(bǔ)貼，幫助內(nèi)存芯片制造商 Kioxia 建設(shè)工廠。Rapidus 于 2022 年 8 月在日本八家主要公司的支持下成立，最近與荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備制造商 ASML 合作，計(jì)劃在 2025 年之前啟動 2nm 芯片試點(diǎn)生產(chǎn)。

需要考慮英特爾，它將在今年與 Arrow Lake 一起推出英特爾 20A。如果發(fā)生這種情況，它將擊敗三星和臺積電，推出首款 2nm 產(chǎn)品。

據(jù)傳三星正在考慮為其 2nm 晶圓提供折扣，希望從臺積電和英特爾手中搶走一些業(yè)務(wù)。也許這一策略已經(jīng)在最新的交易中得到了回報(bào)，但這只是我們的猜測。不管怎樣，這場競賽正式拉開了帷幕，看哪家代工廠能夠吸引最多的客戶采用 2nm 工藝，而且?guī)啄陙淼谝淮危�這似乎將是一場血腥的三方爭斗。