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“拳頭產品”亮相進博會 三星半導體科技實力盡顯

2021-11-06
來源:半導體行業觀察
關鍵詞: 進博會 三星半導體

  2億像素CIS(CMOS圖像傳感器)、基于EUV技術的14納米DDR5內存……進博會三星展臺入口處的3D裸眼大屏上,代表晶圓代工、存儲芯片等全球前沿科技水平的產品影像輪流播放,吸引了大量科技愛好者的目光。在展區現場,三星展出的晶圓吸引眾多參觀者打卡留影,5nm SoC(系統級芯片)、128層NAND(計算機閃存設備)、第六代顯存、車用CIS等高端產品也成為人氣展品,彰顯出三星在高端裝備制造領域的強大技術實力。

  第四屆進博會三星展臺

  今年是三星第四次參加進博會,也是三星首次從消費品館轉移到技術裝備館參展。在本屆進博會首次設立的集成電路專區,三星作為全球領先的半導體企業,是該專區最大的核心參展商之一,通過對技術創新實力的全面展示,透射出對信息產業發展的重要支撐。

  領先技術支撐前沿創新

  第四次參展進博會,三星向產業鏈上游溯源,展示了面向消費電子、大數據、移動通信、人工智能、車載等熱點應用和新興產業的半導體技術。

  在推出兩款5nm EUV手機SoC之后,三星將最先進制程拓展到可穿戴應用領域,擴展了智能終端的應用范圍。本屆進博會,三星展出的Exynos W920是全球首款基于5nm EUV工藝的可穿戴芯片組,搭載了兩個ARM Cortex-A55內核和ARM Mali-G68 GPU,兼顧了能效與任務處理需求。與上一代產品相比,其CPU性能提升20%,GPU圖形性能提升近10倍。此外,Exynos W920還采用了FO-PLP(扇出型面板級封裝)技術,是目前可穿戴設備領域中最小的封裝。

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  三星首款2億像素分辨率圖像傳感器

  影像能力已成為旗艦手機進行差異化競爭的主要路徑。在推出業界首款超1億像素CIS之后,三星又率先踏入2億像素時代。本次展出的移動圖像傳感器ISOCELL HP1擁有2億像素,單位像素0.64微米。面向暗光等重要使用場景,ISOCELL HP1可將16個相鄰的像素合并成大像素吸收更多光線,拍出明亮清晰的照片。針對消費者對手機超高清影像創作的需求,ISOCELL HP1支持30fps 8K視頻拍攝,通過合并4個相鄰像素,將分辨率降低至50Mp或8192×6144,無需裁切或縮小全圖像分辨率。

  隨著全球數據量以指數級增長、數據類型逐漸多元,數據處理需要更加安全、高效的存儲和讀取技術。本屆進博會上,三星展示了多款面向大數據業務的存儲產品。

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  三星首款基于14納米技術的DDR5內存

  DRAM是最為常見的系統內存,存儲速度快、存儲容量大,在計算機中常作為主存儲器。三星展出的14納米DDR5內存,是業內首款基于14納米EUV技術的DRAM產品,容量可達512GB。與普通DDR4相比,功耗降低20%,頻率可達7200MHz,能滿足超級計算機、機器學習、人工智能等方面的需求,并通過提高性能和降低功耗,滿足IT行業對綠色發展的要求。

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  三星新一代企業級SSD硬盤PM9A3系列

  NAND閃存方面,三星展出了新一代企業級SSD硬盤PM9A3系列,使用三星第六代V-NAND閃存技術,容量最高達7.68TB,速度可達6500MB/s,存儲一部5GB的高清電影僅需約0.7秒,對需要高速處理大容量數據存儲的用戶及企業來說,可大幅提升工作效率。

  面向AI時代對超高速處理速度的需求,三星展示了針對AI效率提升的存儲產品。代號為“Flashbolt”的HBM2E存儲芯片,容量是上一代8GB“Aquabolt”HBM2的兩倍,速度提高1.5倍,AI訓練效率提高6倍,同時可顯著提高帶寬及電源效率,這將極大提升下一代計算機系統的性能。

  在汽車電子方面,ISOCELL Auto 4AC是三星專為汽車客戶提供的首個集成式成像解決方案,可提供120分貝高動態范圍圖像并同時支持發光二極管閃爍抑制功能,適用于高清分辨率的車載環視影像系統或后視攝像頭,目前已大規模量產。

  為信息技術產業提質增效

  半導體技術迭代帶來的更高性能、更低功耗,是信息技術產業向前發展的動力源泉。三星電子的觸角能伸向消費電子、智慧家居、新型顯示、數據中心、移動通信、機器人等信息技術產業的方方面面,起到筑基作用的正是三星半導體。面向5G、AI等密集型任務帶來的性能挑戰,三星半導體通過邏輯代工、存儲、手機AP等多方面業務,持續賦能產業的創新發展。

  半個世紀以來,摩爾定律始終是半導體技術進步的節拍器,其最直觀的表現就是制程節點的躍遷。三星的代工業務起步于2005年左右,基于高端定位、技術投資以及與客戶企業的合作開發,三星抓住了通信產品迅速發展的東風,實現了技術趕超。2017年,三星成立了獨立的代工部門。2018年,三星晶圓代工業務已穩居全球前列。

  從HKMG到FinFet(鰭式場效應晶體管)再到3nm節點的全新架構GAA,三星一方面率先導入新架構,另一方面持續對原有架構進行優化,滿足低、中、高端市場各類應用的能耗改善需求。三星在2021晶圓代工論壇宣布,計劃2022年上半年量產首批3納米芯片,2納米芯片預計2025年批量生產。三星3nm GAA工藝與5nm工藝相比,芯片面積減少35%、性能提高30%、功耗降低50%。同時,三星發布了新的17nm工藝,是對主流FinFet架構的工藝強化。相比28nm工藝,17nm工藝實現了39%的性能提升和49%的功率效率提升。

  計算與存儲密不可分,AI、車聯網等強實時性技術,尤其對存儲器的連接和處理速度提出了更高要求。三星的存儲器布局始于20世紀80年代,通過技術吸收創新、逆周期投資,以及研發與生產緊密結合的“并行開發體系”,在十年間實現了技術反超,并至今保持在存儲領域的絕對優勢。如今,在DRAM、NAND、Nor Flash三大主流存儲器產品中,三星在前兩者的市占率均為全球第一,成為存儲器技術升級與產品迭代的風向標。

  在DRAM領域,三星率先量產第二代、第三代10nm級產品,并率先將TSV、EUV技術用于DRAM生產,為業界提供超高速、超省電的存儲器產品,滿足5G、AI等高吞吐率技術的發展需求及數據中心等IT設施對能源效率的需求。NAND方面,三星首創的V-NAND技術,不再縮小cell單元來實現容量提升,通過堆疊更多層數的垂直存儲,使SSD實現更高的存儲密度、寫入速度以及更低的功耗。三星計劃于今年下半年推出基于雙堆棧的176層第7代 V-NAND,滿足5G智能手機、5G PC、IDC的存儲需求。

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  三星新款 5nm 移動處理器 Exynos 1080

  面向5G等下一代新興技術,三星推出了5G調制解調器、NPU、創新的LPDDR5等多種半導體技術。三星新款5G處理器Exynos1080、Exynos2100采用當前最先進的5nm EUV制程,并集成了NPU內核,以支持智能語音助理識別、智能攝影等AI增強功能。三星的LPDDR5作為 12 Gb移動 DRAM,將51.2 Gbps高傳輸速度與節能設計相結合,以低功耗、高速互聯滿足下一代通信產品需求。

  為強化在中國產業鏈、創新鏈的參與深度,三星近年來還深化了與中國本土企業的合作。三星的1.08億像素CIS與小米聯合研發,Exynos980和Exynos1080與vivo聯合研發,最終使智能終端產品更加貼近國內客戶企業和用戶群體需求。

  龍頭效應牽引本地產業集群

  半導體是設計和制造過程都非常復雜的產品,對技術的超高要求及不斷擴大的應用需求,導致了該行業高度專業化的全球供應鏈結構。各國根據相對優勢,在整個鏈條中發揮出不同作用。在半導體產業領域,中國雖然擁有龐大的客戶市場和豐富的人力資源,但中國市場更需要龍頭半導體企業發揮出帶動作用和資源整合能力,從而打造獨特的發展引擎。

  

  三星西安半導體工廠車間

  2012年,三星在西安投建了全球最先進的存儲芯片項目,至今已累計投資近260億美元,成為了改革開放以來中國電子信息行業最大的外商投資項目。而伴隨著三星半導體工廠的落戶,幾百家相關配套企業進駐西安,對當地的半導體產業鏈建設產生了強力的帶動作用,也讓西安逐步形成了過千億元的半導體產業集群。

  外資企業本土化與本土企業國際化同為全球化的兩個重要趨向。在中國努力構建“雙循環”新發展格局的大背景下,三星緊抓機遇,成為推動中國電子信息產業發展的重要力量,一方面持續加大在華半導體等尖端元器件領域的產業投資,另一方面,深度融入、參與中國產業鏈的建設和發展。

  進博會上,三星展現的半導體產業鏈及代表性產品只是冰山一角,憑借持續不斷的迭代式創新,三星正開啟未來發展的新格局,中國無疑是重要市場。




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