為什么說三星的3nm芯片工藝，比臺積電的3nm，先進很多？

不出意外的話，三星、臺積電的3nm芯片在明年也就是2022年，就會量產了。

而為了早日量產出3nm的芯片，臺積電、三星都是鉚足了勁，不斷地投資，以期早日量產，比如臺積電據稱已投入了200億美元用于3nm芯片的研發及相關設備，而三星也是大手筆投資，去年半導體設備就投入了32.9萬億韓元（約1876億元）。

而在近日，三星在IEEE國際集成電路會議上，更是全球首次秀出了采用3nm工藝制造的SRAM存儲芯片，并透露了3GAE工藝的一些細節。

而正是從三星透露的這些細節來看，三星的3nm芯片，可能會比臺積電的3nm，先進很多，當然提前是三星徹底地掌握了這些技術。

在說這個問題之前，我們先在談一談芯片的功耗問題。芯片的功耗由兩部分組成，一部分是電路邏輯狀態轉換產生的動態功耗，也就是芯片計算時產生的功耗，另外就是CMOS晶體管各種泄露電流產生的靜態功耗（又稱漏電流功耗）。

別小看了靜態功耗，也就是漏電流功耗，它事實上占到了芯片總功耗的50%以上，是芯片功耗最大的殺 手。

而為了減少漏電功耗，在28nm的時候，廠商們使用了FinFET（鰭式場效應晶體管），以替代傳統的平面式晶體管，這樣使得晶體管的電壓減小，從而漏電功耗也變小。

但按照技術演進，到7nm，最多到5nm時，這種FinFET晶體管技術就要淘汰了，由環繞柵極晶體管（GAAFET）接替，這樣晶體管的電壓會再次變小，靜態功耗也就小了。

因為每一代芯片工藝進步，都是以縮短CMOS晶體管的溝道長度為代表的，而溝道長度不斷縮短，漏電越嚴重，漏電功耗就越高。

但在5nm時，臺積電、三星為了穩妥，都沿用FinFET晶體管，沒有切換到GAAFET晶體管技術，導致目前5nm芯片功耗集體翻車，就是漏電太嚴重了。

而到3nm時，臺積電還是采用FinFET晶體管，但是三星轉向了GAAFET晶體管，所以我們看到三星表示3nm芯片，電壓只要0.23V即可，比FinFET降低了很多。

所以我們完全有理由相信，一旦三星的GAAFET晶體管技術徹底掌握的話，3nm芯片的漏電功耗相比于FinFET晶體管，將大大降低，也就是功耗大大降低。

事實上從三星公布的數據就可以看出來了，三星表示3GAE可將晶體管密度增加最多80％，性能提升最多30％，或者功耗降低最多50％。而臺積電的3nm FinFET是晶體管密度增加70％，性能提升11％，或者功耗可降低27％。

當然，這里還是有一個前提，那就是三星的3nm技術徹底掌握，如果沒有掌握的話，那還不一定能夠與臺積電的基于FinFET晶體管技術相媲美，接下來就看臺積電與三星“神仙打架”了。