编者按:7nm 工艺的产品已经遍地开花,5nm 开始被大家关注和讨论。

台积电多年来在先进工艺方面一骑绝尘,其他厂商难以望其项背,直到三星发力于此。三星在晶圆代工市场占比一路飙升,7nm 制程稍微落后于台积电。那么在其持续发力下,5nm 工艺节点,三星和台积电又将有怎样的表现呢?

 

与非网 12 月 6 日讯,苹果、华为和 AMD 几乎可以说是当前纯设计型 Fabless 芯片企业中应用先进制程最积极的三家企业,7nm 均已经成为主力。

 

 

回味上一场由台积电和三星搅起的 7nm 制程战局,台积电领先态势下,也并未表现出绝对的输赢。可见,硝烟将延续至即将到来的 5nm 时代,先进制程的纷争注定一波未平一波又起。台积电、三星、英特尔都表现出了对未来的渴望,其中,台积电和三星的对峙最为激烈,淡出赛局许久的英特尔则在一旁蓄势待发。

 

纵观今天态势,随着 5G 和 AI 技术的发展,以及大数据的爆炸式激增,未来新产业、新应用的计算需求和功耗也正等着 5nm 芯片战果的嗷嗷待哺,催促着整个半导体产业链不断冲刺物理极限的天花板,火拼先进制程给摩尔定律续命。

 

近日,有消息称, 台积电 5nm 的良率已经爬升到 50%,预计最快明年第一季度量产 ,初期月产能 5 万片,随后将逐步增加到 7~8 万片。目前披露的首批 5nm 消费级产品包括苹果 A14、海思麒麟 1000 系列等,据说 9 月份已经流片验证。

 

至于 AMD,Zen 4 架构处理器也是 5nm,首发大概率会交给第四代 EPYC 霄龙处理器,代号“Genoa(热那亚)”,最快 2021 年就登场。

 

按照台积电官方数据,相较于 7nm(第一代 DUV),基于 Cortex A72 核心的全新 5nm 芯片能够提供 1.8 倍的逻辑密度、速度增快 15%,或者功耗降低 30%,同样制程的 SRAM 也十分优异且面积缩减。

 

另外,得益于骁龙 865 的采用,台积电 7nm DUV 在明年春季这一传统淡季也将继续交出亮眼的成绩单。

 

再看三星,三星在 10 月底发布的 2019 年 Q3 财报时提到,其 5nm EUV 工艺已进入流片阶段。
这家公司还走了一条生态联合的路线,在 10 月宣布自己将与 ARM、新思科技(Synopsys)携手开发一整套优化工具及 IP,让芯片厂商在三星 5nm 工艺的基础上,快速打造基于 ARM Herculues CPU 核心的芯片。

 

台积电的研发进度则显得更加直接。据业内人士透露,目前台积电 5nm 的试产良率已经达到 50%,且月产能也已从最初的 4.5 万片晶圆涨至 8 万片,几乎翻了一番。

 

三星的 5nm LPE 工艺沿用了 7nm LPP(Low Power Plus)工艺的晶体管和 SRAM,性能相比 7nm 增强了 10%,逻辑效率提升 25%,功耗也将降低 20%。对于目前拿到的 5nm 订单,三星除了确认已有客户外,并未放出更多讯息。

 

结语

5nm 战局尚处于预热赛阶段,目前仍以台积电和三星的相互较劲为主要看点,而拿到 5nm 制程入场券的英特尔,离真正踏入赛道还有较远一段距离。

 

不难看出,5nm 所点燃的新一轮制程之战,不仅是一次制程的转折点,也将是一场工艺、设备与材料的质的飞跃。

 

就目前看来,台积电和三星的 5nm 战局预热仍在紧张筹备中,并在未来还有双方老对手英特尔意欲入局。虽然三星率先提出了推进 3nm 制程工艺的解决方案,但这是否是雨声大雨点小我们还不得而知。

 

与以往不同的是,这场制程之战的战火也将不再局限于代工厂或是芯片厂商之间的竞争,它亦将烧到更上游的半导体材料厂商、光刻机设备,甚至是学术界和产业界的新工艺研发中。
  

因此,决定这场制程战胜负的,不再单纯是设备与制程技术,随着工艺和材料都双双接近极限点,能否最先实现工艺和材料的质变,也成为了芯片厂商们的胜利王牌。