三星以专有的创新技术、卓越的设计解决方案和全面的行业合作伙伴支持，满足半导体行业不断增长的需求

过去二十年，全球晶体管数量增加了1000多倍。令人叹为观止的增速，源于各个技术领域大幅增长的计算需求。市场需求也推动了半导体行业的飞速发展。2021年全球半导体市场规模高达6000亿美元。 为满足市场不断出现的新需求，需要制造大量芯片。更重要的是，在此过程中掀起的创新浪潮，已经使技术和人类制造产品的方式发生了巨大飞跃。随着新一代芯片性能的大幅提升和尺寸的快速缩小，制造工艺正在迅速逼近极限。为解决此问题，满足半导体行业持续增长的需求，并推动行业继续向前发展，Samsung Foundry采用了三种有效的方法：全环绕栅极（GAA）技术；多芯片集成；以及面向无缝生产的完整设计平台。

利用GAA技术，突破FinFET尺寸和性能限制 在行业从平面晶体管转向鳍式场效应晶体管（FinFET）后，直到不久之前，多栅极器件在几十年里一直是芯片设计的标准。然而，随着FinFET技术的不断进步，“鳍片数量决定通道宽度”理论遇到了难以突破的瓶颈。尺寸上的限制导致了性能上的停滞不前。GAA技术的出现，解决了这个问题。得益于堆叠式设计，GAA技术的应用更为灵活。与FinFET架构不同，GAA采用的纳米片架构本身即可决定通道宽度，从而为功耗、性能和面积（PPA）的改进打开了一扇新的大门。 三星的 GAA 工艺支持各种尺寸的多纳米片配置。以3纳米工艺为例，三星提供了从NSW1到NSW4的四种纳米片宽度（NSW）选项。按照与频率和功耗有关的使用场景进行分类，三星可提供的配置包括超高密度（UHD）单元（NSW1和NSW2）、高密度（HD）单元（NSW1至NSW3），以及高性能（HP）单元（NSW1至NSW4）。 在PPA方面，增大纳米片宽度可提高频率，降低耗电量。 除了灵活的NSW系列配置外，其他方面的改进还包括：利用直线形状单元来节省面积；以及利用基于机器学习的电子设计自动化（EDA）解决方案来确保更顺畅的实施工艺。 借助GAA技术在性能和功耗上的改进，以及Samsung Foundry的 DTCO计划，设计人员可根据其需求，为相关设计轻松找到理想的PPA平衡点。

“多芯片集成”技术支持高功率设计解决方案 除GAA解决方案外，三星还开发了2.5D和3D设计解决方案，可在中介层上实现多芯片集成，从而突破尺寸限制。 在2.5D解决方案中，三星采用具有1uF/mm2容量的集成式堆叠电容器，为功率高达1kW的HPC应用提供了高功率设计解决方案。HPC应用可配备8条6.4Gbps HBM3存储器，以及各种小芯片IP解决方案，如HBB、串行D2D和BOW等。此外，三星目前正在开发采用3纳米工艺的小芯片IP解决方案。 在开发3D集成电路解决方案时，至关重要的是考虑高密度D2D互连和大量硅通孔（TSV）的影响。为解决此类问题，三星对分布式TSV进行了分组，提供相应的9TSV捆绑包，同时将无源器件放置在“排除区城”内，并提供3D解决方案专用的SRAM宏。 利用这些设计解决方案，可以更高效地设计底部芯片。三星还利用角落压实法进行高效的多芯片签收，将周转时间缩短了 。

与生态系统合作伙伴携手打造“整体设计平台” 在技术领域，要打造长期可用的解决方案，不仅需要一次性的技术进步，更需要全面的支持服务。为此，Samsung Foundry开发了一个整体设计平台，旨在满足客户不断增长的需求。三星整体设计平台内置了业界知名的设计方法和IP，以及多种工艺和封装解决方案。平台囊括三星Samsung Advanced Foundry Ecosystem（SAFE）合作伙伴的集体智慧。这些合作伙伴来自移动、汽车和HPC/AI等领域，并与三星合作设计基础设施。三星设计平台为众多实际应用提供了先进技术，充分体现出该平台的优势。 在移动应用中，为节约功耗和面积，三星提供了定制的触发器和SRAM，可将Vmin降至0.5V以下。此外，平台还提供基于机器学习的P&R解决方案。 对于汽车行业，三星提供经过认证的IP和设计解决方案，包括可实时监测频率、功率和温度的IP，以及先进的DFT解决方案，均符合相关安全标准，可防止驾驶途中发生故障。在实际应用中，此类产品具有极高的可靠性，能够每天24小时不间断运行10年。 最后，三星针对HPC应用提供了高性能基础设施，如uLVT单元、UHS SRAM和6.4Gbps HBM3接口。利用32Gbps D2D接口，可支持两个逻辑芯片和8个HBM存储器。 随着更多合作伙伴加入三星的开放生态系统，SAFE正在不断发展壮大。SAFE目前包括22家EDA合作伙伴、9家DSP合作伙伴、10家OSAT合作伙伴、9家云合作伙伴，以及56家IP合作伙伴，可提供超过4000个IP。 这只是GAA技术和多芯片集成解决方案大规模应用的第一步。在三星生态系统合作伙伴的鼎力支持下，Samsung Foundry将继续努力，依托更广泛的设计基础设施来满足半导体行业不断增长的需求，并以无微不至的支持服务助力客户取得成功。