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台积电5nm将开工 中国芯何时突破重围,与台积电一争高低

2018年01月26日 作者: 暂无评论 994+ 0

近日,据报道,芯片代工商台积电将于本周五(1月26日)在台湾南部科学工业园区(STSP)开工建设新的5nm工厂,台积电董事长张忠谋将亲自主持动土典礼,这也将成为全球第一座5nm工厂。与此同时,三星电子最近也与IBM开始展开合作,欲共同打造5nm新工艺,与台积电一争高低。

台积电连连发力 精准布局5nm

2018年1月10日,台积电公布了2017年第四季度营收数据与整年营收状况,财报显示,第四季度其营收为92.1亿美元,同比增长5.9%,较2017年第三季度增长10.1%。而台积电2017年总营收为330.6亿美元,同比增长3.1%。

据了解,2017年第四季度,台积电10nm制程出货量占第四季度销售金额的25%;16nm和20nm的出货量占整年销售金额的20%。整体来看,台积电2017年主要营收则来源于20nm、16nm以及10nm制程工艺。

同时,台积电公司财务长兼副总经理何丽梅表示,台积电在2017年第四季度营收成长还来源于自行动装置的重要新产品的推出,以及来自加密货币挖矿运算的持续需求。可以预料的是,在2018年,加密货币运算的需求将更为强劲。

2017年,比特币迎来了爆发式的增长,从年初的1000美元,最高涨到2万美元,全世界都为之震动。无数巨资的砸入下,导致比特币市场乱象丛生,随着部分国家的干预,比特币市场已经渐渐稳定下来。但即使如此,台积电在2017年第三季度中,仅凭加密货币挖矿领域便获得了4亿美元的营收。

当然,台积电的布局远非如此,在2017年市场刚刚适应10nm工艺不久,2018年便直接发力5nm工艺,同时最近台积电的7nm工艺已经获得了50多家客户的订单,其中不乏有高通、苹果以及海思等大客户。而这些布局则让同行的英特尔以及三星电子压力倍增,这不,三星无奈只能与IBM携手共同研发5nm工艺,欲与台积电平分市场。要知道,2017年中,英特尔由于发布10nm工艺较晚的原因,错失市场良机,即使在10nm工艺远超三星电子与台积电的情况下,也只能落得个“有力无处使”的下场。

三星联手IBM欲与台积电一争高低5nm

三星与IBM合作的关系已非一朝一夕,早在2007年,他们双方便携手一起研发过32nm制程工艺。2016年,两者更是共同推出新款非易失“通用型”磁性随机访问存储器(简称MRAM),欲直接取代DRAM。可以明显感觉到,三星很多技术突破中都有IBM的影子。

目前市面上最先进的工艺应属于英特尔的10nm工艺,至于7nm工艺台积电和三星仍在生产中,甚至有人说7nm工艺将成为目前工艺的极限,当然此说法也并非空穴来风。部分业者认为随着晶体管尺寸的缩小,凹槽的宽度不断减小,在一定尺寸范围内,量子的隧穿效应开始起作用,也就是电子会有几率从“墙壁”的一侧突然出现在“墙壁”另一侧,意味着不加电压,源级和漏级是互通的,晶体管失去了开关作用,其实跟漏电差不多。在7nm这样小的尺寸下,受“量子力学”的影响越来越大。那么,既然7nm工艺被认为是目前的物理极限,5nm工艺又是怎么回事呢?

据业者表示,5nm工艺如果想要实现,那么就必须要改变传统的硅半导体行业的垂直堆叠架构,而目前研究团队正在进行将硅纳米层进行水平堆叠的实验,如果实验成功,那么5nm芯片生产只是时间问题。

对于外界的各种疑问,半导体制造公司VLSL Research首席执行官Dan Hutcheson曾表示,FinFET是目前10nm处理器常用的晶体管,用在7nm工艺上应该也没有问题,但如果要用在5nm工艺上,恐怕不行。5nm

事实上,对于台积电与三星电子来说,5nm工艺或将成为两者决战的决胜点。至于英特尔,两者或许都没放在眼中,毕竟据英特尔官方消息称,英特尔欲在2020年左右推出7nm工艺,这比台积电与三星电子计划的时间还要晚一年多,至此来看,英特尔“牙膏厂”的名声也是直接被坐实了。

中国芯又将何时突围?

在半导体市场上,三星电子、台积电以及英特尔等巨头战的热火朝天,国内的厂商却只能默默观战,偶尔分得一杯“残羹”,看着有些凄凉,但这就是目前国内的实况。事实上,国内半导体厂商这几年也没少发力,并购重组也都玩得不亦乐乎,可是就是得不到真正的技术,这让国内厂商也有些泄气。

众所周知,中芯国际是国内最大的半导体公司,但是最新工艺也仅仅是28nm,虽然目前已在研究14nm和10工艺,但是想要正式商用、量产还差的远。而国内另一大半导体企业华力微电子,自从挖了联电的团队后,便开始“闭门造车”,至今未传出新的进展。

在2017年10月,中芯国际传来喜讯,梁孟松将担任中芯国际联合首席CEO,带领公司的研发部门。梁孟松是何人?要知道,现年65岁的梁孟松,曾先后担任过台积电研发处处长以及三星研发副总经理,目前的FinFET技术,也是梁孟松的强项之一,台积电曾表示,“梁孟松深入参与台积电公司FinFET的制程研发,并为相关专利发明人。”

梁孟松在三星电子任职期间,使得三星电子与台积电技术差距急速缩短,这也使得梁孟松任职到期时,三星电子极力挽留。而随着梁孟松进入中心国际挑起研发大梁,可以预料的是,中心国际制程工艺开发的速度将大幅度提升。另一方面,随着5nm工艺制造难度的增加,台积电以及三星电子等巨头研发所耗费的时间势必会增加不少,这也为中芯国际弯道超车提供了一定的机遇。

小结:

以目前国内的局势来看,中芯国际在获得梁孟松这一大将后,其实力势必直线上升,同时,华力微电子在获得联电的助力后,实力与潜力也不可小视。随着制程工艺的不断进步,其研发难度也将大大增加,而这期间,势必要耗费大量的时间去实现全新突破,这也将成为中国半导体企业弯道超车的契机。但是半导体芯片领域技术门槛非常高,并不是购买先进的设备就能解决问题。在政策的“猛药”之下,中国半导体产业还是刚刚摸着了门。

原文地址:http://www.eeboard.com/news/5nm/

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