《电子技术应用》
您所在的位置:北京幸运28 > 模拟设计 > 业界动态 > 芯片制程之战:从7nm到5nm,同场竞技哪家强

芯片制程之战:从7nm到5nm,同场竞技哪家强

2020-05-14
来源:康尔信电力系统
关键词: 芯片 5nm 晶体管 华为

    2020年伊始,全球半导体先进制程之战已然火花四射。从华为和苹果打响7nm旗舰手机芯片第一枪开始,7nm芯片产品已是百花齐放之势,5nm芯片也将在下半年正式首秀。这些逐渐缩小的芯片制程数字,正是全球电子产品整体性能不断进化的核心驱动力。

    7nm与5nm差距在哪

    半导体制程技术从7nm迈入5nm,将为芯片性能及工艺效率等带来极大程度的提升。尺寸越小意味着在相同面积之内可以储存更多的晶体管,从而达到更快的运行速度,并降低能耗。

    制程工艺的进步将会为芯片带来哪些属性的提升呢?5nm制程工艺目前还没有商用,我们不妨用10nm和7nm做个对比。以华为麒麟处理器来看,从麒麟970(台积电10nm制程工艺)到麒麟980(台积电7nm制程工艺),其晶体管数量从55亿上升至69亿,同比增长25.5%,这也导致其CPU性能提升50%、GPU性能提升100%、NPU性能也提升了100%。当然,制程工艺的提升除了会改变处理器的性能外,还会降低功耗、缩短产品研发周期等,这也是行业不断提升芯片制程工艺的原因所在。

    按照全球IC晶圆厂技术演进路线来看,在2020年这个时间节点上,仅台积电和三星实现5nm量产。其中,格罗方德和联电基本已经放弃了7nm制程工艺的研发;英特尔目前还在研发7nm;中芯国际的7nm制程工艺将于2020年年底实现量产。

    

qqqqq1111.jpg

    在对比台积电和三星两家5nm工艺方面,由于两家企业对制程工艺定义的标准不同,很难界定孰好孰坏。但根据此前双发公布的信息来看,他们5nm主要的对比对象是上一代的7nm工艺,我们不妨先来看看两家企业7nm技术的差异化。

    

qqqq222.jpg

    基于此数据,业内相关专业人士得出的结果是,这两家7nm工艺在晶体管密度上非常接近,但台积电的产能会高于三星。也就是说,三星第三代7nm工艺与台积电第二代7nm工艺相当,那么他们5nm工艺究竟如何呢?

    三星暂时落后

    三星电子高管在2020年3月份的股东大会上曾表示,三星与台积电在代工业务方面存在差距,但三星将利用新工艺的领先优势来发展代工业务。这也暗示着,三星即将量产的5nm工艺与台积电的存在着差距。

    早在2019年4月16日,三星便宣布5nm FinFF工艺技术已开发完成,可以为用户提供样品,预计将在2020年下半年量产。

    具体来看,三星曾透漏,5nm工艺将使用相同的7LPP晶体管SRAM并提供GR兼容性。5LPE与7LPP相比具有许多优势,具体取决于选择的迁移路径。通过增强晶体管的改进,三星声称在使用5LPE 7.5T库时其7LPP工艺的性能提高了10%。同时,三星还增加了单鳍器件低泄漏器件,它们可将功耗降低20%。

    

qqqqq333.jpg

    据外媒报道,三星正加速在韩国华城建造的5nm工厂,预计6月份完成建设,最快年底可以生产5nm工艺,目前三星收到了高通的订单,以现在的时间线来推算,三星可以在年底量产高通X60 5G调制解调器芯片组。

    除了高通外,谷歌也正式宣布,公司自研的SOC已经流片,将有望在Pixel系列手机上搭载。这颗芯片代号叫“Whitechapel”,搭载的是8核CPU,将采用三星5nm工艺制程。

    另外,由于受疫情影响,荷兰ASML公司很难将设备出口,这给三星、台积电等在内的全球半导体厂商带来了负面影响。业内人士表示,荷兰ASML设备交付影响了三星、台积电这两家巨头的研发、生产进度,其中三星遭受的损失会更大。由于三星去年购买的EUV设备部分用于DRAM生产,导致量产5nm工艺所需的EUV设备数量不够,与台积电相比有较大差距。

    台积电5纳米产能全开

    供应链透露,台积电遭华为旗下海思砍5nm投片量,相关产能缺口由苹果全数吃下,苹果并要求台积电第4季追加近1万片产能,与超微争食5nm强化版,加上英伟达、超微等大客户同步扩增7nm投片量,台积电5nm不仅如期并全产能开出,7nm也持续满载至年底。

    此外,外界普遍认为新冠肺炎疫情导致客户下修订单之际,供应链先传来好消息,有助提振市场信心。台积电稍早曾预告,5nm先进制程已准备量产,预定第2季放量,同时看好5nm和7nm二大主力制程齐发威,今年营收增幅可望超过行业平均数达17%以上。

    台积电营收强劲成长走势,是否会因为新冠肺炎疫情搅局而出现变数,成为各大法人机构近期密切追踪的焦点。

    不少外资最近相继下修台积电第2季、甚至第3季营收展望,甚至有人推估苹果将5nm的订单递延一到二季,相关报告赶在台积电发布会前出炉,普遍认为台积电5nm订单将不如预期,甚至连原本排队的7nm订单,也因海思、联发科等大客户砍单,导致排队潮逐步消散。

    台积电不对外资报告及客户订单做任何评论,强调5nm计划一切依进度进行。供应链透露,台积电5nm制程确实因客户端考量疫情发展而有所调整。

    其中,海思因手机销售不佳,下修在台积电5nm及7nm下单量,但海思释出5nm的产能,已全数被苹果包下;至于原打算在18厂P1 、P2厂追加至6万片的计划,也如期进行。

    据了解,海思下修台积电5nm和7nm约20%产能,以手机芯片为主。5G基地台芯片则不变,但腾出的产能已被苹果、超微和英伟达等芯片大厂全部分食,主要是因为疫情带动在家上班、线上购物、远距教学和游戏等宅经济需求大幅成长,苹果笔电、平板卖到缺货,各大资料中心扩增伺服器,加上5G基础建议也加速布局,带动高速运算云电脑芯片、网通芯片和绘图处理器强劲需求。

    台积电迄今一直未发布的南科18厂第三期计划(P3)产能规划,据了解,原为超微打造的5nm强化版,超微已提出每月超过2万片12吋晶圆的需求,规划第4季到位;苹果追加约1万片的产能需求,也将采用这项制程。

    换句话说,台积电今年资本支出几乎集重兵在5nm,未受新冠肺炎疫情影响,全力冲刺当中,预期在5nm和7nm全数满载下,台积电今年依旧缴出年增双位数、续新高佳绩。

    

本站内容除特别声明的原创文章之外,转载内容只为传递更多信息,并不代表本网站赞同其观点。转载的所有的文章、图片、音/视频文件等资料的版权归版权所有权人所有。本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以便迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。联系电话:010-82306116;邮箱:aet@youngstkd.com。
极速PK拾 极速快3 贵州快3走势 幸运飞艇官网 欢乐生肖 极速PK拾 幸运飞艇官网 上海时时乐 吉林快3 极速11选5