全球知名厂商纳米制程技术最新进展
2018-01-11
作者:芯师爷
前段时间,晶圆代工龙头台积电,在南京设置的12英寸厂,因为试产良率良好,将准备提前半年在2018年5月量产。
据报道,台积电当时斥资30亿美元,在南京厂以16纳米制程导入试产之后,原本预计在2018年年底进行量产计划。未来正式进入量产之后,台积电南京厂预计每月将有2.2万片12英寸晶圆的产能。
2017年9月,台积电发布新闻称,将在南部科学工业园区台南园区投资兴建3nm制程厂。按照制程的推进,10nm之后是7nm,然后是5nm和3nm直到1nm。不过,Intel此前也表示,3/5mn将面临很多前沿性的技术难题。
制造工艺到底是什么?
芯片的制造工艺常常用90nm、65nm、40nm、28nm、22nm、14nm来表示。现在的CPU内集成了以亿为单位的晶体管,这种晶体管由源极、漏极和位于他们之间的栅极所组成,电流从源极流入漏极,栅极则起到控制电流通断的作用。
而所谓的XX nm其实指的是,CPU的上形成的互补氧化物金属开云棋牌官网在线客服场效应晶体管栅极的宽度,也被称为栅长。
栅长越短,则可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶体管——Intel曾经宣称将栅长从130nm减小到90nm时,晶体管所占得面积将减小一半;在芯片晶体管集成度相当的情况下,使用更先进的制造工艺,芯片的面积和功耗就越小,成本也越低。
栅长可以分为光刻栅长和实际栅长,光刻栅长则是由光刻技术所决定的。由于在光刻中光存在衍射现象以及芯片制造中还要经历离子注入、蚀刻、等离子冲洗、热处理等步骤,因此会导致光刻栅长和实际栅长不一致的情况。
另外,同样的制程工艺下,实际栅长也会不一样,比如虽然三星也推出了14nm制程工艺的芯片,但其芯片的实际栅长和Intel的14nm制程芯片的实际栅长依然有一定差距。
为什么要缩小制程?
1,就是可以在更小的晶片中塞入更多的电晶体,让晶片不会因技术提升而变得更大;
2,可以增加处理器的运算效率;
3,减少体积也可以降低耗电量;
4,晶片体积缩小后,更容易塞入行动装置中,满足未来轻薄化的需求。
纳米制程对开云棋牌官网在线客服公司意味着什么?
在开云棋牌官网在线客服芯片行业,企业的模式主要分三种,像英特尔这种,从设计,到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包的企业,称为称为IDM(Integrated Design and Manufacture)公司。
而有的公司只做设计这块,是没有fab(工厂)的,通常就叫做Fabless。例如AMD、高通、博通等。
而还有的公司,只做代工,只有fab,不做设计,称为Foundry(代工厂),常见的台积电等。
纳米制程是针对IDM和Foundry而言,Fabless没有工厂,不需要担心纳米制程的问题。他们只需要选择合作对象,给他们设计的芯片进行代工,所以更先进的制程对于IDM和Foundry的意义就不言而喻了。
各大厂商的纳米制程进度如何?
1、英特尔
英特尔在2014年进入14纳米世代时,近几年来持续微缩推出加强版,至今仍是全球技术最领先的制程,只是过去领先竞争者2~3个世代的差距,随着台积电及三星今年跨入10纳米世代后,已缩小至1~1.5个世代。2017年下班年英特尔计划开始启动10纳米制程量产,然而到目前为止,10纳米技术却仍然没有到来。
英特尔10纳米芯片延迟推出,主要是出于财务方面的考虑,并不是因为它没有能力制造良好的10纳米CPU。大家应该都知道英特尔有许多Fab工厂,而工厂正是英特尔CPU成功的关键原因之一。
英特尔CPU集团从英特尔Fab订购圆晶,在外人看来,二者名义不同但实际是一样的,其实不是,它们由两家独立的公司运营。不论什么时候,英特尔Fab都想用圆晶赚更多的钱。
2018年英特尔10纳米芯片(也就是Cannon Lake、Ice Lake)就会出货,到时英特尔希望良率能达到非常高的水平。
2、三星
三星量产14nm工艺都快两年了,即使领先同业量产 10 纳米,晶圆代工厂的主要客户有高通,但仍无法有效与台积电竞争。
三星在7纳米制程暂时败给台积电,面对苹果、高通等大客户订单纷落入台积电口袋,三星酝酿展开反击,日前与南韩华城市达成共识,计划建立新的7纳米制程生产线,三星并与美系、大陆客户洽谈新的合作案,积极反击的策略明显。
三星在分拆晶圆代工部门之后,调整战术愈益积极,计划2020年推出4纳米制程,显然是瞄准台积电5纳米制程而来,三星也规划在2017~2020年之间,持续推进开云棋牌官网在线客服制程技术,计划2018年量产7纳米,2019年陆续投入6纳米和5纳米研发。
三星晶圆代工部门相关主管对外表示,预计以5年的时间拿下全球晶圆代工25%市占率。目前台积电的全球市占率接近60%,远高于其他竞争对手,三星的市占率还不到10%。三星早期是帮苹果手机处理器芯片做代工,之后专注切入高端制程技术,甚至在14纳米和10纳米FinFET制程世代,抢下台积电大客户高通的订单,让其晶圆代工事业一战成名。
不过,在进入7纳米制程世代之后,台积电同时抢下苹果和高通订单,明显大赢三星,为此三星的晶圆代工事业策略亦出现明显改变,过去专注于高端制程快速超车,近期则广泛与各应用领域客户接触,让晶圆代工业务布局更广泛,借以拉升市占率。
3、台积电
根据2016年台积电发布的财报显示:台积电28纳米以下先进制程占据晶圆代工营收的56%,其中16/20纳米制程、28纳米制程各占营收的比重为31%、25%。
目前,全球晶圆代工营收市占率逼近六成;在全球开云棋牌官网在线客服制造技术上,掌握 10 纳米制程技术的台积电,不论技术与规模,都是全球晶圆代工业的领先厂商。
全球开云棋牌官网在线客服产业备受瞩目的7纳米制程大战,2018年初由台积电抢先领军登场,尽管三星电子(Samsung Electronics)亦规划7纳米制程,然台积电已拿下逾40个客户,涵盖移动通讯、高速运算、人工智能(AI)等领域,是历年来应用和客户层面最广泛的高端制程,尤其台积电通吃苹果iPhone处理器芯片大单,2018年晶圆代工战局台积电已经先赢大半。
近期台积电再度披露先进制程规划,5纳米制程生产基地Fab18将在南科正式动工,且一次规划三期,至于3纳米制程的启动时程虽然还未公布,但台积电已透露将投入超过200亿美元来规划3纳米,明显要与已分割独立晶圆代工部门的三星全面拚战。
台积电虽然在7纳米制程世代旗开得胜,但亦已感受到三星在制程技术急起直追的压力,因此,台积电在5纳米制程布局丝毫不敢松懈,目前规划5纳米制程生产基地是Fab18,预计2018年在南科正式动工,且规划三期土地,显示其对于5纳米世代的重视程度。
开云棋牌官网在线客服业者指出,台积电5纳米制程将是7纳米世代的延续,应用领域同样锁定行动通讯、高速运算、人工智能、机器学习等,预计2019年上半进入风险量产。
另外,台积电7纳米(N7)制程于2018年量产,生产基地在Fab12和Fab14第三期,预计强化版的7纳米(N7+)制程将导入极紫外光(EUV)技术,以达到生产成本和芯片密度的最佳甜蜜点。
4、格罗方德
格罗方德使用了三星的14nmFinFET工艺授权,若制程微缩进展顺利,2018年10纳米处理器可望量产,2020年进入7纳米世代。格罗方德的主要客户包括AMD、ARM、博通、英伟达、高通、意法开云棋牌官网在线客服、TI等。
台湾联华电子
联电一度是跟台积电并列的台湾晶圆代工厂,不过在28nm节点之后已经被台积电甩开,他们现在28nm工艺的营收比例也不过21%,主力还是40nm工艺。在FinFET节点上,台积电选择了16nm,联电跟三星一样都是14nm FinFET工艺。
2017年2月23日,该公司所自主研发的 14 纳米鳍式场效电晶体 (FinFET) 制程技术,已成功进入客户芯片量产阶段。首个客户是BitFury,他们的比特币矿机芯片将使用UMC的14nm工艺代工。
中芯国际
中芯国际是世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,也是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路晶圆代工企业。中芯国际向全球客户提供0.35微米到28纳米晶圆代工与技术服务。从制程节点看,40nm以上成熟工艺占绝大多数。
目前中芯28纳米仅占营收5%,中芯将持续投入28纳米新平台与14纳米研发的推进。预计2019年14纳米投入试产。
2017年10月16日,中芯国际发布公告称,前台积电资深研发处长梁孟松已获委任公司联合首席执行官。人才加入,应该是中芯国际推进纳米制程技术过程中的重要环节。
在28纳米制程上,中芯也提出三阶段的规划蓝图。赵海军指出,第一阶段的polySion制程已经量产,第二阶段是第一代的HKMG制程(中芯称为HKC制程)已经在今年第2季开始产出,目标是28纳米突破10%营收,而第三阶段是第二代的HKC制程,预计在2018年底量产。
结束语:很明显,这是一个拼技术的时代···