半导体产业来到了一个十字路口:有些设计追求微缩至 7 纳米节点制程,但大多数设计其实还停留在 28 纳米或更旧的节点。

 

就如同我们在两年多以前所预测,IC 产业正分头发展,只有少数产品积极追求微缩至 7 纳米制程节点,但大多数的设计仍停留在 28 纳米或更旧的节点。

 

笔者曾在 2014 年的一篇文章中指出,摩尔定律(Moore's Law)的最后一个节点已经确认,就是 28 纳米;那篇文章写道:“在 28 纳米之后,我们能继续把电晶体做得更小、但却无法更便宜;”如下图三星(Samsung)在近期举行的 Semicon West 2016 大会上的简报所描述的。

 

 

英特尔(Intel)也曾经表示未来半导体制程节点的演进时间将会拉长,但该公司声称电晶体的成本仍能维持下降;不过英特尔在晶圆代工领域未有令人印象深刻的成就,显示情况并非如此。

 

在另外一篇部落格文章中(参考阅读),作者提到:“英特尔会声称他们的 10 纳米与 7 纳米节点比其他晶圆代工业者(如台积电与三星)更好,但这一点需要在晶片层级以 PAAC ──功耗(power)、性能(performance)、面积(area)与成本(cost)──为基准来佐证;在每一个制程节点,其他晶圆代工业者在 SoC 的 PPAC 都击败了英特尔,我不预期这在 10 纳米或 7 纳米节点会有所改变。”

 

这些讨论现在看起来都太理论,但先进制程节点元件的实际工程成本,已经证明对产业界大多数厂商来说都太昂贵;因此如各方之预测,半导体产业确实已经分头发展,只有少数会追求微缩至 7 纳米,而大多数仍维持采用 28 纳米或更旧节点的设计。

 

下图是一位半导体产业资深编辑 Ed Sperling 在最近发表的一篇部落格文章(参考阅读)中所引用的,从每一季台积电(TSMC)财报统计出的先进制程节点营收变化;从中或许更可以看出,已经有 50 年历史的摩尔定律是真的已到尽头,产业界现在要面对一个全新的现实。

 

 

类似的趋势观察也来自于 Mentor Graphics 一位作者的部落格文章(参考阅读):“65 纳米及以上的制程节点,仍占据整体晶圆产量约 43%、或是 48%的晶圆厂产能;更明显的趋势是,65 纳米及以上节点占据所有初始设计(design starts)的近 85% (如下图);显然成熟制程节点仍然不会在短时间之内功成身退。”

 

 

这对创新来说是个好消息,因为多样化的选择有助于支持新想法以及新技术,例如 3D NAND、FD-SOI、MEMS…等等,这些技术能为新兴的物联网(IoT)应用实现新产品。