2017年之前晶圓代工市場(chǎng)中,臺(tái)積電雖穩(wěn)坐龍頭寶座,但包括格芯(GlobalFoundries)、聯(lián)電、中芯等在先進(jìn)制程競爭十分激烈,但自去年以來,格芯及聯(lián)電已淡出7納米競局,三星則迎頭趕上,所以在今年變成臺(tái)積電及三星爭奪先進(jìn)制程市場(chǎng)的局面。
人工智慧(AI)、高效能運(yùn)算(HPC)、5G新空中介面(5G NR)等三大應(yīng)用下半年進(jìn)入成長爆發(fā)期,對(duì)7納米及5納米等先進(jìn)邏輯制程需求轉(zhuǎn)強(qiáng),也讓晶圓代工市場(chǎng)競爭版圖丕變,轉(zhuǎn)變成臺(tái)積電及三星的雙雄爭霸局面。臺(tái)積電7納米制程與三星之間的技術(shù)差距已在1年以內(nèi),明年5納米制程進(jìn)度看來差距將縮小,亦即兩家大廠明年的爭戰(zhàn)將更為激烈。
上周臺(tái)積電發(fā)布了2018年報(bào),全年?duì)I收342億美元,占到了全球晶圓代工市場(chǎng)份額的56%,可謂一家獨(dú)大。在先進(jìn)工藝上,臺(tái)積電去年量產(chǎn)7nm工藝,進(jìn)度領(lǐng)先友商一年以上,今年量產(chǎn)7nm EUV工藝,明年還有5nm EUV工藝,3nm工藝工廠也在建設(shè)中了
4月22日,臺(tái)積電完成全球首顆3D IC 封裝,預(yù)計(jì)將于2021 年量產(chǎn)。業(yè)界認(rèn)為,此技術(shù)主要是為了應(yīng)用在5nm以下先進(jìn)制程,并為定制化異質(zhì)芯片鋪路,當(dāng)然也更加鞏固了蘋果訂單。
此前英特爾提到XE GPU芯片是他們自家10nm工藝生產(chǎn),但現(xiàn)在變數(shù)來了,XE顯卡核心也有可能使用三星的5nm EUV工藝生產(chǎn)。
臺(tái)積電(TSMC)宣布,在其開放創(chuàng)新平臺(tái)(OIP)內(nèi)提供其5nm芯片設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施的完整版本,使下一代先進(jìn)移動(dòng)和高性能計(jì)算應(yīng)用中的5納米芯片系統(tǒng)(SOC)的設(shè)計(jì)成為可能。
根據(jù)外媒的報(bào)道,臺(tái)積電宣布他們已經(jīng)完成了5納米工藝的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì),進(jìn)一步晶體管密度和性能。臺(tái)積電的5納米工藝將再次采用EUV技術(shù),從而提高產(chǎn)量和性能。
晶圓代工龍頭臺(tái)積電將于3月開始啟動(dòng)極紫外光(EUV)技術(shù)加持的7+ nm制程量產(chǎn)計(jì)劃,全程使用EUV技術(shù)的5nm制程也即將進(jìn)入試產(chǎn)階段。業(yè)界預(yù)期,蘋果在明年將推出的A14處理器,預(yù)計(jì)會(huì)使用臺(tái)積電的5nm工藝來生產(chǎn)。
制程工藝與性能沒有直接關(guān)系,但是晶體管之間的較小間隙通常意味著在相同面積中會(huì)有更多的晶體管,更好的效率就會(huì)帶來性能上的提升。蘋果公司在去年的A12上取得了很大的成就,該公司是第一家大規(guī)模使用7nm處理器的公司。
Mentor, a Siemens business 今日宣布 Mentor Calibre® nmPlatform 和 Analog FastSPICE™ (AFS™) Platform 獲得 TSMC 的 7nm FinFET Plus 和最新版本的 5nm FinFET 工藝的認(rèn)證。
新思科技(Synopsys, Inc.)宣布,新思科技數(shù)字和定制設(shè)計(jì)平臺(tái)通過了TSMC最先進(jìn)的5nm EUV工藝技術(shù)認(rèn)證。該認(rèn)證是多年廣泛合作的結(jié)果,旨在提供更優(yōu)化的設(shè)計(jì)解決方案,加快下一代設(shè)計(jì)的發(fā)展進(jìn)程。
技術(shù)長陳榮欽博士表示,材料分析產(chǎn)業(yè)只要有錢、愿意投資,引入先進(jìn)儀器并不難,但單憑設(shè)備并無法建立絕對(duì)的競爭力;他強(qiáng)調(diào),好的分析設(shè)備須配合優(yōu)異的試片制備技術(shù)以及精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)判讀能力,這是分析質(zhì)量的關(guān)鍵。
今年上半年,純代工領(lǐng)域的訂單量上,臺(tái)積電占了全球56%。隨著AMD、蘋果A13的青睞,臺(tái)積電有望將優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大到60%。而對(duì)手三星、GF、聯(lián)電、中芯國際都不到10%。臺(tái)積電2018年的收入也大幅攀升,遠(yuǎn)超去年的1萬億新臺(tái)幣。
在工藝技術(shù)方面,臺(tái)積電宣布以N7+工藝節(jié)點(diǎn)投片客戶芯片,該工藝節(jié)點(diǎn)采用可處理4層光罩的EUV。而其N5 EUV則可提高到處理多達(dá)14層光罩,并將在明年4月準(zhǔn)備好進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)。透過EUV技術(shù)可望減少先進(jìn)設(shè)計(jì)所需的光罩?jǐn)?shù),從而降低成本。
在7nm及以下節(jié)點(diǎn)上,臺(tái)積電的進(jìn)展是最快的,今年量產(chǎn)7nm不說,最快明年4月份就要試產(chǎn)5nm EUV工藝了,不過這個(gè)節(jié)點(diǎn)的投資花費(fèi)也是驚人的,臺(tái)積電投資250億美元建廠,5nm芯片設(shè)計(jì)費(fèi)用也要比7nm工藝提升50%。
據(jù)媒體報(bào)道,臺(tái)積電預(yù)計(jì)將于2019年4月開始在5nm節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)完整的EUV風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)。
現(xiàn)在日本的技術(shù)論壇上三星再次刷新了半導(dǎo)體工藝路線圖,今年會(huì)推出7nm EUV工藝,明年有5/4nm EUV工藝,2020年則會(huì)推出3nm EUV工藝,同時(shí)晶體管類型也會(huì)從FinFET轉(zhuǎn)向GAA結(jié)構(gòu)。
ASML推出的NXT2000i光刻機(jī)光刻精度可以達(dá)到驚人的1.9nm,遠(yuǎn)低于5nm要求的2.4nm以及7nm的3.5nm精度。
英特爾明年底才有可能推出7nm工藝,盡管從技術(shù)上來說英特爾的10nm工藝可能比后兩家的7nm工藝更好,但是進(jìn)度落后已經(jīng)讓英特爾備受壓力,現(xiàn)在這個(gè)差距可能還要擴(kuò)大,臺(tái)積電斥資250億美元砸向5nm工藝,明年初就要試產(chǎn),最快2019年底就要量產(chǎn)。
增強(qiáng)版7nm芯片Tape out將在今年第三季進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性試產(chǎn),明年量產(chǎn)。同時(shí),明年也會(huì)將EUV導(dǎo)入增強(qiáng)版7nm制程,5nm則會(huì)在2019年上半年風(fēng)險(xiǎn)性試產(chǎn),主要的應(yīng)用是高速運(yùn)算。